JP2013540554A - Treatment device, computer-implemented method, and computer program for controlling the focus of radiation into a moving target area - Google Patents

Treatment device, computer-implemented method, and computer program for controlling the focus of radiation into a moving target area Download PDF

Info

Publication number
JP2013540554A
JP2013540554A JP2013535561A JP2013535561A JP2013540554A JP 2013540554 A JP2013540554 A JP 2013540554A JP 2013535561 A JP2013535561 A JP 2013535561A JP 2013535561 A JP2013535561 A JP 2013535561A JP 2013540554 A JP2013540554 A JP 2013540554A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
time
dependent
treatment
patient
control signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2013535561A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ヴェニエ タピオ ピイッポネン,カリ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips NV
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips NV, Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips NV
Publication of JP2013540554A publication Critical patent/JP2013540554A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/01Devices for producing movement of radiation source during therapy
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/10X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1049Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N7/00Ultrasound therapy
    • A61N7/02Localised ultrasound hyperthermia
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/06Measuring instruments not otherwise provided for
    • A61B2090/064Measuring instruments not otherwise provided for for measuring force, pressure or mechanical tension
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B90/37Surgical systems with images on a monitor during operation
    • A61B2090/374NMR or MRI
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B90/37Surgical systems with images on a monitor during operation
    • A61B2090/376Surgical systems with images on a monitor during operation using X-rays, e.g. fluoroscopy
    • A61B2090/3762Surgical systems with images on a monitor during operation using X-rays, e.g. fluoroscopy using computed tomography systems [CT]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/36Image-producing devices or illumination devices not otherwise provided for
    • A61B90/37Surgical systems with images on a monitor during operation
    • A61B2090/378Surgical systems with images on a monitor during operation using ultrasound
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/113Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb occurring during breathing
    • A61B5/1135Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb occurring during breathing by monitoring thoracic expansion
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/10X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1049Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam
    • A61N2005/1055Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam using magnetic resonance imaging [MRI]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/10X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1049Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam
    • A61N2005/1058Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam using ultrasound imaging
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/10X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1049Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam
    • A61N2005/1061Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam using an x-ray imaging system having a separate imaging source
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N7/00Ultrasound therapy
    • A61N2007/0086Beam steering
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/10X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/103Treatment planning systems
    • A61N5/1037Treatment planning systems taking into account the movement of the target, e.g. 4D-image based planning
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/10X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1064Monitoring, verifying, controlling systems and methods for adjusting radiation treatment in response to monitoring
    • A61N5/1065Beam adjustment
    • A61N5/1067Beam adjustment in real time, i.e. during treatment

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)
  • Radiation-Therapy Devices (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

治療装置であって、患者の対象領域を処置するための治療システムを含み、対象領域の中に向けた放射線の焦点を調整することが可能である。治療システムは、患者の呼吸サイクルを測定するための呼吸センサーと、治療装置をコントロールするためのプロセッサと、プロセッサによって実行される機械で実行可能なインストラクションを記録しているメモリーとを含んでいる。プロセッサは、インストラクションが実行されると、療システムに対して対象領域の処置をさせるコントロール信号を送付し、呼吸センサーから時間依存の呼吸フェイズデータを受け取り、時間依存の呼吸フェイズデータに従って焦点調整コントロール信号を生成し、治療システムに対して焦点調整コントロール信号を送付する。A therapeutic device, which includes a therapeutic system for treating a target area of a patient and is capable of adjusting the focus of radiation directed into the target area. The treatment system includes a respiration sensor for measuring the patient's respiration cycle, a processor for controlling the treatment device, and a memory recording machine-executable instructions executed by the processor. When the instruction is executed, the processor sends a control signal to the treatment system to treat the target area, receives time-dependent breath phase data from the breath sensor, and adjusts the focus control signal according to the time-dependent breath phase data. And sends a focus control signal to the treatment system.

Description

本発明は、対象領域において放射線の焦点を合わせる治療装置に関する。より特定的には、呼吸センサーを使用した焦点制御に関する。   The present invention relates to a treatment device for focusing radiation in a target area. More specifically, it relates to focus control using a respiration sensor.

移動する腫瘍に係る放射線治療または高密度焦点式超音波治療(HIFU)を使用した効果的な治療法は、リアルタイムな対象の位置についての3次元情報を必要とする。この情報は、対象に対して十分な投薬を保証するため、そして、周囲の健全な組織に対する投薬を防ぐために必要とされる。腫瘍の移動は、膵臓、肝臓、そして腎臓といった腹部組織について典型的である。移動は、自然と周期的であるが、患者の呼吸によるものである。呼吸サイクルにおける腫瘍の移動は、数センチメートルまであり得るもので、HIFUの焦点領域サイズと比べても大きい。   Effective treatments using radiotherapy or high-intensity focused ultrasound therapy (HIFU) for moving tumors require 3D information about the location of the subject in real time. This information is needed to ensure adequate dosing for the subject and to prevent dosing for the surrounding healthy tissue. Tumor migration is typical for abdominal tissues such as the pancreas, liver, and kidney. Movement is natural and periodic, but is due to patient breathing. Tumor movement in the respiratory cycle can be up to several centimeters and is large compared to the HIFU focal area size.

呼吸同期は、呼吸運動を補償するために放射線治療において使用される方法である。すなわち、呼吸信号が測定されると、対象の移動をモデル化するために、呼吸サイクルの異なるフェイズ(phase)において、CTスキャナーで容量画像を撮影する。処置の最中にも、呼吸信号は測定され、対象が既定のウインドウの外側にあるときはいつでも治療用ビームがスイッチオフされる。他の呼吸運動の検知方法としては、肺気量測定、患者の肌の上に置いた外部マーカーの位置の追跡、ストレインゲージ(strain gauge)付きのベルト、胴体の立体画像、そして胴体の飛行時間画像、がある。   Respiratory synchronization is a method used in radiation therapy to compensate for respiratory motion. That is, once the respiratory signal is measured, a volumetric image is taken with a CT scanner in different phases of the respiratory cycle to model the movement of the subject. During the procedure, the respiratory signal is measured and the therapeutic beam is switched off whenever the subject is outside the predefined window. Other respiratory motion detection methods include lung volume measurement, tracking the position of external markers placed on the patient's skin, belts with strain gauges, three-dimensional images of the torso, and time of flight of the torso There is an image.

米国特許出願公開第US2010/0094153A1号は、患者の片方の側にある第1の接触ポイントから患者の反対の側にある第2の接触ポイントまで拡張するように適合された呼吸センサーを開示している。呼吸信号はリアルタイムに解析され、CTスキャナーを同期させるために使用され、フェイズが調整された画像を生成している。   US 2010/0094153 A1 discloses a respiration sensor adapted to extend from a first contact point on one side of a patient to a second contact point on the opposite side of the patient. Yes. The respiratory signal is analyzed in real time and used to synchronize the CT scanner, producing a phase adjusted image.

米国特許出願公開第US2010/0094153A1号公報US Patent Application Publication No. US2010 / 0094153A1

本発明は、治療装置、コンピューター実施方法、およびコンピュータープログラムであり、独立請求項に記載される。実施例は、従属請求項において示される。   The present invention is a therapeutic device, a computer-implemented method, and a computer program, as set forth in the independent claims. Examples are given in the dependent claims.

現存する治療装置の難しさは、処置または医療用画像データの獲得が呼吸サイクルのフェイズに従って同期されるところにある。本発明のいくつかの実施例は、対象の呼吸フェイズに基づいて治療システムの焦点を調整する。いくつかの実施例は、患者の呼吸フェイズに基づいて焦点の位置を予測するモデルを使用する。   The difficulty with existing treatment devices is that the acquisition of treatment or medical image data is synchronized according to the phase of the respiratory cycle. Some embodiments of the present invention adjust the focus of the treatment system based on the subject's respiratory phase. Some embodiments use a model that predicts the position of the focus based on the patient's respiratory phase.

いくつかの実施例は、呼吸センサーとして患者サポートの中に組み込まれている力センサーを使用している。こうした治療装置の使用は、以下の利点を有する。
1.患者の快適性が改善される。わずらわしい呼吸測定装置やベルトが患者に取付けられることが無い。
2.製品の統合レベルが向上する。治療に関して、より少ないアクセサリーしかない。呼吸測定デバイスは、テーブルトップの主要部分であり、患者に対して、そして看護師に対してシ−ムレス(seamless)である。
3.呼吸測定デバイスは、HIFUプラットフォームからのネイティブサポート(native support)を有している。これにより、画像ソフトウェアに対するインターフェイスが必要ないという利点がある。
Some embodiments use a force sensor that is incorporated into the patient support as a respiratory sensor. The use of such a treatment device has the following advantages.
1. Patient comfort is improved. Annoying respiration measuring devices and belts are not attached to the patient.
2. Improve product integration levels. There are fewer accessories for treatment. The respiration measurement device is the main part of the table top and is seamless to the patient and to the nurse.
3. The respiratory measurement device has native support from the HIFU platform. This has the advantage that no interface to the image software is required.

いくつかの実施例は、心弾動図信号(ballistocardiogram:BCG)、呼吸でトリガーされた磁気共鳴画像、そして磁気共鳴ガイド(MR−quided)光輝度焦点超音波(HIFU)の組合せである。定義されたHIFU処置期間では、患者の呼吸によって移動する腫瘍に対して焦点が合わされる。これには3つのステップがある。   Some examples are a combination of a ballistic cardiogram (BCG), a breath-triggered magnetic resonance image, and a magnetic-resonance-guided (MR-quid) light intensity focused ultrasound (HIFU). The defined HIFU treatment period focuses on tumors that move with the patient's breathing. This has three steps.

第一に、テーブルトップに配置された力センサーを使用してBCG信号が測定される。BCGは、患者の呼吸動作を検知するために使用される。BCG信号は、患者の心臓の鼓動や呼吸によってテーブルトップに及ぼされた力から成っている。呼吸動作を測定するためには非常に感度の高い力センサーが必要であり、出力信号はローパスフィルターにかけられる。   First, the BCG signal is measured using a force sensor located on the table top. BCG is used to detect a patient's breathing motion. The BCG signal consists of the force exerted on the table top by the heartbeat and breathing of the patient. A very sensitive force sensor is required to measure respiratory motion and the output signal is subjected to a low pass filter.

第二に、測定された呼吸信号は、処置前の期間において、興味のある組織の体積画像を得るためのトリガーとして使用される(例えば、MRIが使用され得る)。体積画像は、呼吸サイクルの異なるフェイズにおいて獲得される。結果として、連続した体積画像が得られ、それぞれが呼吸サイクルの異なるフェイズ(θ)を表している。呼吸信号は、従来の方法を使用して測定することができる。本発明のいくつかの実施例においては、BCGでトリガーされたMRIが使用される。次に、θの関数である呼吸フェイズに依存する周期的ベクトルが、対象の位置に対して割り当てられる。対象を指し示すベクトルが算出され、焦点を合わせるために使用される。   Second, the measured respiratory signal is used as a trigger to obtain a volumetric image of the tissue of interest in the pre-treatment period (eg, MRI can be used). Volume images are acquired at different phases of the respiratory cycle. As a result, continuous volume images are obtained, each representing a different phase (θ) of the respiratory cycle. The respiratory signal can be measured using conventional methods. In some embodiments of the present invention, BCG triggered MRI is used. Next, a periodic vector that depends on the respiratory phase as a function of θ is assigned to the position of interest. A vector pointing to the object is calculated and used to focus.

最後に、呼吸信号は、さらに、処置期間の最中にリアルタイムで測定される。今となっては、周期的なベクトルが、それぞれの呼吸フェイズに対する対象位置の情報を提供してくれる。このリアルタイムな対象位置情報は、MRガイドHIFUにおいて、腫瘍の移動とともに焦点を移動するための位相配列トランスデューサー制御エレクトロニクスに対する入力として使用される。   Finally, the respiratory signal is further measured in real time during the treatment period. Now, periodic vectors provide information on target locations for each breathing phase. This real-time object position information is used as input to the phased array transducer control electronics to move the focal point with the movement of the tumor in the MR guide HIFU.

力センサーは、患者の体重の一部または全てを支持するような方法でテーブルトップに配置されている。出力信号は、BCG信号であり、ローパスフィルター通過後は、患者の呼吸信号を表すものである。センサーは、任意的なアクセサリーとして使用され得るし、もしくはテーブルトップの一部として組み込まれてもよい。   The force sensor is placed on the table top in such a way as to support part or all of the patient's weight. The output signal is a BCG signal and represents the patient's respiratory signal after passing through the low-pass filter. The sensor may be used as an optional accessory or may be incorporated as part of the table top.

ここにおいて使用される「コンピューターで読取り可能な記録媒体」は、コンピューターデバイスのプロセッサによって実行可能なインストラクションを保管することができるあらゆる有形の記録媒体を包含するものである。コンピューターで読取り可能な記録媒体は、コンピューターで読取り可能な固定記録媒体として参照され得る。コンピューターで読取り可能な記録媒体は、また、有形のコンピューターで読取り可能な媒体としても参照され得る。いくつかの実施例において、コンピューターで読取り可能な記録媒体は、また、コンピューターデバイスのプロセッサによってアクセスされるデータを保管することができる。コンピューターで読取り可能な記録媒体の例としては、これらに限定されるわけではないが、以下のものがある。フロッピー(登録商標)ディスク、磁気ハードディスクドライブ、半導体ハードディスク、フラッシュメモリー、USBサムドライブ、ランダムアクセスメモリー(RAM)、リードオンリーメモリー(ROM)、光ディスク、そしてプロセッサのレジスターファイルである。光ディスクの例としては、コンパクトディスク(CD)と、例えば、CD−ROM、CD−RW、CD−R、DVD−ROM、DVD−RW、またはDVD−Rといったデジタルバーサタイルディスク(DVD)がある。コンピューターで読取り可能な記録媒体という用語は、また、ネットワークまたは通信リンクを介してコンピューターデバイスによってアクセスすることが可能な種々のタイプの記録媒体を参照する。例えば、データは、モデム上で、インターネット上で、またはローカルエリアネットワーク上で検索され得る。   As used herein, “computer readable recording medium” includes any tangible recording medium capable of storing instructions that can be executed by a processor of a computing device. A computer readable recording medium may be referred to as a computer readable fixed recording medium. A computer readable recording medium may also be referred to as a tangible computer readable medium. In some embodiments, a computer readable recording medium may also store data that is accessed by the processor of the computing device. Examples of computer readable recording media include, but are not limited to, the following: Floppy disk, magnetic hard disk drive, semiconductor hard disk, flash memory, USB thumb drive, random access memory (RAM), read only memory (ROM), optical disk, and processor register file. Examples of the optical disc include a compact disc (CD) and a digital versatile disc (DVD) such as a CD-ROM, CD-RW, CD-R, DVD-ROM, DVD-RW, or DVD-R. The term computer readable recording medium also refers to various types of recording media that can be accessed by a computing device over a network or communication link. For example, data may be retrieved on a modem, on the Internet, or on a local area network.

コンピューターメモリーは、コンピューターで読取り可能な記録媒体の例である。コンピューターメモリーとは、プロセッサに対して直接的にアクセス可能なあらゆるメモリーである。コンピューターメモリーの例としては、これらに限定されるわけではないが、RAMメモリー、レジスター、レジスターファイルがある。   Computer memory is an example of a computer-readable recording medium. Computer memory is any memory that is directly accessible to the processor. Examples of computer memory include, but are not limited to, RAM memory, registers, and register files.

コンピューターストレージは、コンピューターで読取り可能な記録媒体の例である。コンピューターストレージとは、あらゆる不揮発性のコンピューターで読取り可能な記録媒体である。コンピューターストレージの例としては、これらに限定されるわけではないが、ハードディスクドライブ、USBサムドライブ、フロッピー(登録商標)ディスクドライブ、スマートカード、DVD、CD−ROM、そして半導体ハードドライブがある。いくつかの実施例において、コンピューターストレージは、また、コンピューターメモリーであり得るし、その逆も同様である。   Computer storage is an example of a computer-readable recording medium. Computer storage is any non-volatile computer-readable recording medium. Examples of computer storage include, but are not limited to, hard disk drives, USB thumb drives, floppy disk drives, smart cards, DVDs, CD-ROMs, and semiconductor hard drives. In some embodiments, the computer storage can also be computer memory and vice versa.

プロセッサとは、プログラムまたは機械で実行可能なインストラクションを実行することができる電気的コンポーネントである。「一つのプロセッサ」を含んでいるコンピューターデバイスについての参照は、おそらく一つまたはそれ以上のプロセッサを含んでいるものとして理解されるべきである。コンピューターデバイスという用語は、また、それぞれがプロセッサを有するコンピューターデバイスまたはコンピューターの集合もしくはネットワークをおそらく示すものと理解されるべきである。多くのプログラムは、同一のコンピューターデバイスの中にあるか、複数のコンピューターデバイスを交差して配布されもする、複数のプロセッサによって実行されるインストラクションを有している。   A processor is an electrical component that can execute a program or machine-executable instructions. Reference to a computing device that includes “a processor” is to be understood as possibly including one or more processors. The term computer device is also to be understood as possibly indicating a computer device or a collection or network of computers each having a processor. Many programs have instructions executed by multiple processors, either in the same computer device or even distributed across multiple computer devices.

ここにおいて使用される「ユーザーインターフェイス」とは、ユーザーまたはオペレーターがコンピューターもしくはコンピューターシステムと相互作用できるようにするインターフェイスである。ユーザーインターフェイスは、オペレーターに対して情報またはデータを提供し、及び/又は、オペレーターから情報またはデータを受け取ることができる。ディスプレイもしくはグラフィカルユーザーインターフェイス上に、データまたは情報を表示することは、オペレーターへ情報を提供することの事例である。キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッド、ポインティングスチック、グラフィックタブレット、ジョイスティック、ゲームパッド、ウェブカム、ヘッドセット、ギアスティック、ステアリングホイール、ペダル、有線グローブ、ダンスパッド、リモートコントロール、そして加速度計を通じてデータを受け取ることは、全てがオペレーターから情報またはデータを受け取ることの事例である。   As used herein, a “user interface” is an interface that allows a user or operator to interact with a computer or computer system. The user interface can provide information or data to the operator and / or receive information or data from the operator. Displaying data or information on a display or graphical user interface is an example of providing information to an operator. Receive data through keyboard, mouse, trackball, touchpad, pointing stick, graphic tablet, joystick, gamepad, webcam, headset, gear stick, steering wheel, pedal, wired glove, dance pad, remote control, and accelerometer That is the case of all receiving information or data from the operator.

ここにおいて使用される「医療用画像」は、医療用画像システムを使用して獲得された2次元もしくは3次元のデータを包含するものである。   As used herein, “medical image” includes two-dimensional or three-dimensional data acquired using a medical image system.

ここにおいて使用される「医療用画像システム」は、患者の肉体的な構造に関する情報を獲得するように適合された装置を包含しており、2次元と3次元の医療用画像のセットを構成する。医療用画像は、外科医による治療診断に役立つ視覚化を構築するために使用され得る。この視覚化は、コンピューターを使用して実行することができる。   As used herein, a “medical imaging system” includes a device adapted to obtain information about a patient's physical structure, and constitutes a set of 2D and 3D medical images. . The medical images can be used to build visualizations that are useful for therapeutic diagnosis by the surgeon. This visualization can be performed using a computer.

ここにおいて使用される「磁気共鳴(MR)データ」は、磁気共鳴画像のスキャン中の、磁気共鳴装置に係るアンテナによる原子スピンによって発せられたラジオ周波数信号が記録された測定を包含している。磁気共鳴画像(MRI)とは、ここにおいては、磁気共鳴データの中に含まれる解剖学的構造データを2次元または3次元に再構築して視覚化したものである。この視覚化は、コンピューターを使用して実行することができる。   As used herein, “magnetic resonance (MR) data” includes measurements in which radio frequency signals emitted by atomic spins by an antenna associated with a magnetic resonance apparatus are recorded during a magnetic resonance image scan. Here, the magnetic resonance image (MRI) is obtained by reconstructing and visualizing anatomical structure data included in the magnetic resonance data in two dimensions or three dimensions. This visualization can be performed using a computer.

本発明の一つの態様において、本発明は治療装置を提供する。治療装置は、患者の対象領域を処置するための治療システムを含む。治療システムは、対象領域の中に照射した放射線の焦点調整を含んでいる。治療システムは、本質的に、放射線を対象領域中に放射し、その焦点を調整する手段を有している。治療システムは、これらに限定されるわけではないが、例えば、X線治療装置、荷電粒子線療法、陽子治療システム、光輝度焦点超音波システム、レーザーアブレーションシステム、そして冷凍アブレーションシステム、がある。   In one embodiment of the invention, the present invention provides a therapeutic device. The therapy device includes a therapy system for treating a target area of a patient. The treatment system includes focus adjustment of the radiation delivered into the target area. The treatment system essentially has a means for emitting radiation into the area of interest and adjusting its focus. Examples of treatment systems include, but are not limited to, X-ray therapy devices, charged particle beam therapy, proton therapy systems, light intensity focused ultrasound systems, laser ablation systems, and cryoablation systems.

治療装置は、さらに、患者の呼吸フェイズを測定するための呼吸センサーを含んでいる。呼吸センサーで獲得されたデータは、呼吸フェイズデータとして参照される。呼吸センサーからのデータは、時間の関数としてログされ得る。時間の関数として記録された呼吸フェイズデータは、時間依存の呼吸フェイズデータとして参照される。ここにおいて使用される呼吸センサーは、患者の呼吸フェイズを測定することができるあらゆるセンサーを包含するものである。呼吸センサーは、これらに限定されるわけではないが、呼吸アドバイザーまたはセンサー、力センサー、患者の位置または位置の変化を測定するセンサー、加速度計、そして患者上の受託マーク、がある。治療装置は、さらに、治療装置をコントロールするためのプロセッサを含んでいる。ここにおいて、プロセッサとは、コントローラーまたは制御システムと均等なものであることが理解されるべきである。さらに、プロセッサは、マルチプロセッサであり得る。マルチプロセッサは、単一のコンピューターシステムもしくはエンベッドシステムの中に存在するか、または、プロセッサは、コンピューターの集合またはネットワークもしくはエンベッドシステムの中に配置され得る。   The treatment device further includes a respiratory sensor for measuring the patient's respiratory phase. Data acquired by the respiration sensor is referred to as respiration phase data. Data from the respiratory sensor can be logged as a function of time. Respiration phase data recorded as a function of time is referred to as time-dependent respiration phase data. As used herein, a respiratory sensor includes any sensor capable of measuring a patient's respiratory phase. Respiratory sensors include, but are not limited to, respiratory advisors or sensors, force sensors, sensors that measure patient position or changes in position, accelerometers, and contract marks on the patient. The treatment device further includes a processor for controlling the treatment device. Here, it should be understood that a processor is equivalent to a controller or control system. Further, the processor may be a multiprocessor. Multiprocessors can reside in a single computer system or embedded system, or the processors can be located in a collection of computers or a network or embedded system.

治療装置は、さらに、プロセッサによって実行される機械で実行可能なインストラクションを記録するメモリーを含んでいる。インストラクションが実行されると、プロセッサは治療システムに対してコントロール信号を送付し、対象領域の処置をさせる。コントロール信号は、治療システムに、対象領域をローカルに処置する放射線源を生成させるコマンドを含んでいる。インストラクションが実行されると、さらに、プロセッサは、呼吸センサーから時間依存の呼吸フェイズデータを受け取る。インストラクションが実行されると、さらに、プロセッサは、時間依存の呼吸フェイズデータに従って、焦点調整コントロール信号を生成する。治療システムは、焦点調整が可能である。焦点調整コントロール信号は、治療システムの焦点を調整させる。別の言葉で言えば、焦点調整コントロール信号により、異なる位置にシフトしていく患者の中の対象領域の位置に対して焦点を合わせる。インストラクションが実行されると、さらに、プロセッサは、治療システムに対して焦点調整コントロール信号を送付する。治療システムが焦点調整コントロール信号を受け取ると、これらのコントロール信号により、治療システムの焦点が調整される。焦点は、対象領域の動きを補償するように調整され得る。この実施例は、継続的に患者の対象領域を処置することができる点で有利である。例えば、患者が呼吸をしていると、患者の解剖学的構造は、時間の関数として変化し得るものである。治療システムに対して焦点調整コントロール信号を送付することによって、患者の動きを補償するために焦点調整が使用され、そして、対象領域が動いても、患者の解剖学的構造の同一領域または患者の解剖学的構造の望ましい領域が処置され得る。   The treatment device further includes a memory that records machine-executable instructions executed by the processor. When the instruction is executed, the processor sends a control signal to the treatment system to cause treatment of the target area. The control signal includes a command that causes the treatment system to generate a radiation source for locally treating the region of interest. When the instruction is executed, the processor further receives time-dependent respiratory phase data from the respiratory sensor. When the instruction is executed, the processor further generates a focus adjustment control signal according to the time-dependent respiratory phase data. The treatment system is focus adjustable. The focus adjustment control signal causes the focus of the treatment system to be adjusted. In other words, the focus adjustment control signal focuses on the position of the target area in the patient that is shifted to a different position. When the instruction is executed, the processor further sends a focus control signal to the treatment system. When the treatment system receives focus adjustment control signals, these control signals adjust the focus of the treatment system. The focus can be adjusted to compensate for the motion of the region of interest. This embodiment is advantageous in that the patient area of interest can be treated continuously. For example, when a patient is breathing, the patient's anatomy can change as a function of time. By sending focus control signals to the treatment system, focus adjustment is used to compensate for patient movement, and even if the area of interest moves, the same area of the patient's anatomy or the patient's Desired regions of the anatomy can be treated.

別の実施例においては、インストラクションにより、プロセッサは治療システムに対してコントロール信号を送付する。治療システムは、対象領域を継続的に処置する。一方、プロセッサは、時間依存の呼吸フェイズデータを受け取るステップ、焦点調整コントロール信号を生成するステップ、そして治療システムに対して焦点調整コントロール信号を送付するステップ、を実行している。   In another embodiment, the instruction sends the control signal to the treatment system. The treatment system continuously treats the target area. Meanwhile, the processor performs the steps of receiving time-dependent respiratory phase data, generating a focus control signal, and sending the focus control signal to the treatment system.

別の実施例において、メモリーは、さらに、対象モデルを含んでいる。ここにおいて使用される「対象モデル」とは、時間依存の呼吸フェイズデータの関数として対象領域の位置を示すモデルを包含している。焦点調整コントロール信号は、時間依存の呼吸フェイズデータおよび対象モデルに従って生成される。この実施例は、患者の中の対象領域の位置を決定するモデルが使用されるので、有利である。時間依存の呼吸フェイズデータは、対象領域の位置を決定するために使用され得る。従って、モデルは、次に、患者が動いている際にも対象領域が処置されるように、治療システムの調整可能な焦点を調整するために使用される。   In another embodiment, the memory further includes a target model. The “target model” used here includes a model indicating the position of the target region as a function of time-dependent respiratory phase data. The focus control signal is generated according to the time-dependent respiratory phase data and the target model. This embodiment is advantageous because a model is used that determines the location of the region of interest within the patient. Time-dependent respiratory phase data can be used to determine the location of the region of interest. The model is then used to adjust the adjustable focus of the therapy system so that the area of interest is treated even when the patient is moving.

別の実施例においては、治療システムは、さらに、医療画像領域に係る時間依存の医療用画像データを獲得するための医療用画像システムを含んでいる。時間依存の医療用画像データとは、獲得され、時間の関数である医療用画像である。インストラクションが実行されると、さらに、プロセッサは、医療用画像システムから時間依存の医療用画像データを受け取る。インストラクションが実行されると、さらに、プロセッサは、呼吸センサーから予備的な時間依存の呼吸フェイズデータを受け取る。時間依存の医療用画像データと予備的な時間依存の呼吸フェイズデータは、時間的に相関している。インストラクションが実行されると、さらに、プロセッサは、時間依存の医療用画像データと予備的な時間依存の呼吸フェイズデータに従って、対象モデルを生成する。この実施例において、医療用画像は、モデルを作成するために獲得され、呼吸フェイズデータと供に使用される。この実施例は、対象領域の位置を予測するために、後に獲得された時間依存の呼吸フェイズデータを使用し得る点で有利である。   In another embodiment, the treatment system further includes a medical image system for acquiring time-dependent medical image data relating to the medical image region. Time-dependent medical image data is a medical image that is acquired and is a function of time. When the instructions are executed, the processor further receives time-dependent medical image data from the medical imaging system. When the instruction is executed, the processor further receives preliminary time-dependent respiratory phase data from the respiratory sensor. The time-dependent medical image data and the preliminary time-dependent respiratory phase data are temporally correlated. When the instruction is executed, the processor further generates a target model according to the time-dependent medical image data and the preliminary time-dependent respiratory phase data. In this embodiment, medical images are acquired to create a model and used with respiratory phase data. This embodiment is advantageous in that later acquired time-dependent respiratory phase data can be used to predict the location of the region of interest.

対象モデルを使用することで、対象領域の処置の最中に医療用画像システムが医療用画像を獲得しないで、対象領域中に放射線を方向付けることができる。例えば、モデルは、医療用画像システムを使用して創生され得る。治療システムと患者は、次に、医療用画像システムから取り除かれ、そして、医療用画像システム無しで対象領域の処置が実行され得る。このことは、対象領域に係る全体の処置の最中に医療用画像システムが必要とされない点で有利である。例えば、医療用画像システムが極端に高価な磁気共鳴画像の場合には、これにより処置の費用を削減し得る。   By using the target model, radiation can be directed into the target area without the medical imaging system acquiring a medical image during treatment of the target area. For example, the model can be created using a medical imaging system. The treatment system and patient are then removed from the medical imaging system and the treatment of the area of interest can be performed without the medical imaging system. This is advantageous in that no medical imaging system is required during the entire procedure on the target area. For example, if the medical imaging system is an extremely expensive magnetic resonance image, this may reduce the cost of the procedure.

別の実施例においては、インストラクションが実行されると、プロセッサは、時間依存の医療用画像データにおける対象領域の時間依存の位置を記録することによって対象モデルを生成する。このステップは、医療用画像データを医療用画像へと再構築することを含んでいる。医療用画像または医療データにおける位置を記録するプロセスは、従来技術としてよく知られており、パターン認識またはモデルを画像へフィッティングすることを含んでいる。インストラクションが実行されると、さらに、プロセッサは、予備的な時間依存の呼吸フェイズデータの関数として、記録された対象領域に係る時間依存の位置の上にベクトルをマッピングすることによって対象モデルを生成する。このステップでは、ベクトルと呼吸フェイズデータを使用して、時間依存の位置がマップされる。後に獲得された時間依存の呼吸フェイズデータを使用して、新たなベクトルの位置が算出され得る。この実施例は、対象モデルの再構築に係る効率的な方法を提供する点で有利である。   In another embodiment, when the instructions are executed, the processor generates a target model by recording the time-dependent position of the target region in the time-dependent medical image data. This step includes reconstructing the medical image data into a medical image. The process of recording a position in a medical image or medical data is well known in the prior art and involves pattern recognition or fitting a model to the image. When the instruction is executed, the processor further generates a target model by mapping the vector onto the time-dependent position for the recorded target region as a function of preliminary time-dependent respiratory phase data. . In this step, time-dependent locations are mapped using the vector and respiratory phase data. Using the time-dependent respiratory phase data acquired later, the position of the new vector can be calculated. This embodiment is advantageous in that it provides an efficient method for reconstructing the target model.

別の実施例においては、インストラクションが実行されると、さらに、プロセッサは、予備的な時間依存の呼吸フェイズデータと時間依存の医療用画像データとの間の相関を算出する。インストラクションが実行されると、さらに、プロセッサは、算出された相関が既定の相関閾値よりも低い場合に、対象領域の治療を停止させる停止コントロール信号を治療システムに対して送付する。この実施例においては、対象モデルを創生するために使用された呼吸フェイズデータが、対象領域の処置の最中に獲得された呼吸フェイズデータと比較される。相関が既定の相関閾値よりも低い場合、このことはモデルが、患者の中の対象領域の位置を正確には予測できないことを意味している。この場合には、停止コントロール信号により、治療システムは対象領域に係る処置を停止させる。このことは、患者が同一の呼吸サイクルに従わない場合、患者が動いた場合、他のいくつかの問題がある場合に、対象領域の処置の最中に患者が傷付けられてしまうことがあるという点に関して、有利である。この実施例は、システムに対する安全性チェックを提供するものである。   In another embodiment, when the instructions are executed, the processor further calculates a correlation between the preliminary time-dependent respiratory phase data and the time-dependent medical image data. When the instruction is executed, the processor further sends a stop control signal to the treatment system to stop the treatment in the target area when the calculated correlation is lower than a predetermined correlation threshold. In this example, the respiratory phase data used to create the target model is compared to the respiratory phase data acquired during treatment of the target area. If the correlation is below a predetermined correlation threshold, this means that the model cannot accurately predict the location of the region of interest within the patient. In this case, the treatment system stops the treatment related to the target area by the stop control signal. This means that if the patient does not follow the same breathing cycle, if the patient moves, or if there are some other problems, the patient may be injured during the treatment of the area of interest. In terms, it is advantageous. This embodiment provides a safety check for the system.

別の実施例において、医療用画像システムは、磁気共鳴画像システムを含んでいる。   In another embodiment, the medical imaging system includes a magnetic resonance imaging system.

別の実施例において、医療用画像システムは、超音波画像システムを含んでいる。   In another embodiment, the medical imaging system includes an ultrasound imaging system.

別の実施例において、医療用画像システムは、コンピュータートモグラフィー(tomography)システムを含んでいる。   In another embodiment, the medical imaging system includes a computer tomography system.

別の実施例において、治療装置は、さらに、患者を支えるための患者サポートを含んでいる。呼吸センサーは、患者サポートに組み込まれた力センサーであり、呼吸センサーが患者の体重の少なくとも一部分を支えている。ここにおいて使用されるセンサーには、力、力の変化、または力センサーに接続された質量の加速度、を測定するセンサーが包含されると理解されるべきである。この実施例は、呼吸センサーを患者サポートの中に統合することで便利がよいという利点がある。加えて、力センサーを使用するので、患者は、特別な呼吸チューブまたは他の測定デバイスを身に付ける必要が無い。   In another embodiment, the treatment device further includes a patient support for supporting the patient. The respiration sensor is a force sensor built into the patient support, and the respiration sensor supports at least a portion of the patient's weight. It should be understood that the sensors used herein include sensors that measure force, force change, or acceleration of a mass connected to the force sensor. This embodiment has the advantage that it is convenient to integrate the respiratory sensor into the patient support. In addition, because the force sensor is used, the patient does not need to wear a special breathing tube or other measuring device.

別の実施例においては、力センサーは力データを獲得する。力データは、心弾動図信号を含んでいる。この実施例は、心弾動図信号またはデータが、患者の動きと同様に呼吸サイクルに関するデータを含んでいることで有利である。   In another embodiment, the force sensor acquires force data. The force data includes an electrocardiographic signal. This embodiment is advantageous in that the cardiogram signal or data includes data relating to the respiratory cycle as well as patient movement.

別の実施例において、治療装置は、さらに、力データを呼吸フェイズデータへとフィルターするためのローパスフィルターを含んでいる。この実施例は、心弾動図信号がいくつかの異なるタイプのデータを含んでいるので有利である。ローパスフィルターは、力データを呼吸フェイズデータへとフィルターするため使用され得る。例えば、力センサーは、時間依存の呼吸フェイズデータを獲得するために使用され、同様に、予備的な時間依存の呼吸フェイズデータを獲得するためにも使用され得る。ローパスフィルターは、電気的に実行され、またはソフトウェアにおいて、もしくはデジタル信号処理チップによってデジタル的に実行され得る。例えば、力センサーは、直接的に呼吸フェイズデータをプロセッサに対して送付することができ、または、他の実施例において、時間依存の呼吸フェイズデータを受け取るステップは、力センサーから受け取った生データの受け取りであり得る。この場合には、デジタル信号処理チップまたは機械で実行可能なインストラクションによって、プロセッサは、呼吸フェイズデータを獲得するために力データをデジタル的にフィルターすることができる。   In another embodiment, the treatment device further includes a low pass filter for filtering the force data into respiratory phase data. This embodiment is advantageous because the electrocardiogram signal includes several different types of data. A low pass filter may be used to filter the force data into respiratory phase data. For example, force sensors can be used to acquire time-dependent respiratory phase data, and can also be used to acquire preliminary time-dependent respiratory phase data. The low pass filter can be implemented electronically or in software or digitally by a digital signal processing chip. For example, the force sensor can send respiratory phase data directly to the processor, or, in other embodiments, receiving time-dependent respiratory phase data can include the step of receiving raw data received from the force sensor. Can be a receipt. In this case, a digital signal processing chip or machine executable instructions allows the processor to digitally filter the force data to obtain respiratory phase data.

別の実施例においては、インストラクションが実行されると、さらに、プロセッサは、力センサーから時間依存の力データを受け取る。これらのインストラクションは、プロセッサに、呼吸センサーからの時間依存の呼吸フェイズデータを受け取らせるようにするインストラクションと同一である。インストラクションが実行されると、さらに、プロセッサは、時間依存の力データに従ってエネルギー信号の平均を算出する。インストラクションが実行されると、さらに、プロセッサは、平均エネルギーが既定の平均エネルギー閾値よりも上の場合に、対象領域の処置を終了させる停止コントロール信号を治療システムに対して送付する。この実施例は、例えば、リアルタイムの時間依存の力データに係るRMSまたは実効値を算出することにより平均エネルギー信号を計算することが、患者が動作中であることを示し得るということで有利である。患者が動いた場合には、もはや対象モデルは有効ではない。従って、この実施例は、対象モデルがいつ有効でなくなったかを検知するための手段を提供し得る。   In another embodiment, when the instruction is executed, the processor further receives time-dependent force data from the force sensor. These instructions are identical to the instructions that cause the processor to receive time-dependent respiratory phase data from the respiratory sensor. When the instruction is executed, the processor further calculates an average of the energy signal according to the time-dependent force data. When the instruction is executed, the processor further sends a stop control signal to the treatment system that terminates the treatment of the region of interest if the average energy is above a predetermined average energy threshold. This embodiment is advantageous in that calculating an average energy signal, for example by calculating an RMS or RMS value for real-time time-dependent force data, can indicate that the patient is in motion. . If the patient moves, the subject model is no longer valid. Thus, this embodiment may provide a means for detecting when the target model is no longer valid.

別の実施例において、治療システムは、患者サポートに結合された光輝度焦点超音波システムである。光輝度焦点超音波システムは、焦点調節可能な超音波トランスデューサーを含んでいる。従って、超音波トランスデューサーは、対象領域の中への超音波放射またはエネルギー放射を調整することができる。調整可能な焦点は、超音波トランスデューサーの場所を位置決めする機械的位置決めシステムを通した機械的な手段を介して焦点が合わされ、及び/又は、超音波トランスデューサーは、電気的に超音波エネルギーの焦点を合わせ得る。電気的に焦点合わせするために、超音波トランスデューサーは、超音波トランスデューサーの表面上に複数のトランスデューサーエレメントを有している。エネルギーをコントロールすること、そして特には、それぞれのエレメントに対して提供される超音波エネルギーのフェイズをコントロールすることによって、焦点が調整される。光輝度焦点超音波システムを力センサーと組み合わせることは、特に有利である。患者は、光輝度焦点超音波システムと力センサーの両方の上に体重を預けて横たわることができる。   In another embodiment, the treatment system is a light intensity focused ultrasound system coupled to a patient support. The bright intensity focused ultrasound system includes a focusable ultrasound transducer. Thus, the ultrasonic transducer can adjust the ultrasonic radiation or energy radiation into the region of interest. The adjustable focus is focused through mechanical means through a mechanical positioning system that positions the location of the ultrasonic transducer and / or the ultrasonic transducer is electrically Can focus. For electrical focusing, the ultrasonic transducer has a plurality of transducer elements on the surface of the ultrasonic transducer. The focus is adjusted by controlling the energy, and in particular by controlling the phase of the ultrasonic energy provided to each element. It is particularly advantageous to combine a light intensity focused ultrasound system with a force sensor. The patient can lie with weight on both the light intensity focused ultrasound system and the force sensor.

別の実施例において、治療システムは、ガンマー放射線処置システムを含んでいる。   In another embodiment, the therapy system includes a gamma radiation treatment system.

別の実施例において、治療システムは、荷電粒子治療システムを含んでいる。   In another embodiment, the treatment system includes a charged particle treatment system.

別の実施例において、治療システムは、X線治療システムを含んでいる。   In another embodiment, the treatment system includes an x-ray treatment system.

別の実施例において、治療システムは、陽子治療システムを含んでいる。   In another embodiment, the treatment system includes a proton treatment system.

別の実施例において、治療システムは、冷凍アブレーションシステムを含んでいる。ここにおいて使用される冷凍アブレーションシステムとは、アブレーションを生じさせるために組織の冷凍または温度低減を使用するシステムを包含するものである。   In another embodiment, the treatment system includes a cryoablation system. As used herein, cryoablation systems include systems that use tissue refrigeration or temperature reduction to cause ablation.

別の実施例において、治療システムは、レーザー治療またはアブレーションシステムである。   In another example, the treatment system is a laser treatment or ablation system.

別の実施例において、治療システムは、ラジオ周波数のアブレーションまたは加熱システムである。   In another embodiment, the treatment system is a radio frequency ablation or heating system.

別の実施例において、治療システムは、光輝度焦点超音波システムである。   In another embodiment, the treatment system is a light intensity focused ultrasound system.

別の実施例において、コントロール信号により、治療システムは、対象領域の処理を行い。一方、プロセッサは、呼吸センサーから時間依存の呼吸フェイズデータを受け取り、時間依存の呼吸データに従って焦点調整コントロール信号を生成し、そして治療システムに対して焦点調整コントロール信号を送付する。   In another embodiment, the treatment system performs processing of the target area according to the control signal. Meanwhile, the processor receives time-dependent respiratory phase data from the respiratory sensor, generates a focus control signal according to the time-dependent breath data, and sends the focus control signal to the treatment system.

この実施例は、治療システムは、この実施例において、焦点調整コントロール信号を調整しながら、呼吸フェイズデータを受け取る一方で、対象領域の処置ができるという点で特に有利である。本質的に、治療システムは、継続的な形で対象領域の処置をしている。これにより、治療システムの動作が単に時間依存の呼吸フェイズデータによってゲートされてしまう場合に比べて、より迅速な処置と治療ができる。   This embodiment is particularly advantageous in that the therapy system, in this embodiment, can treat the area of interest while receiving the respiratory phase data while adjusting the focus control signal. In essence, the therapy system treats the area of interest in a continuous manner. This allows for faster treatment and treatment than when the operation of the treatment system is simply gated by time-dependent respiratory phase data.

本発明の別の態様では、治療装置のコンピューターで実施される動作方法を提供する。治療装置は、患者の対象領域を処置するための治療システムを含んでいる。治療システムは、対象領域の中に照射した放射線の焦点調整を含んでいる。治療装置は、さらに、患者の呼吸フェイズを測定するための呼吸センサーを含んでいる。本方法は、対象領域の処置を行なわせるコントロール信号を治療システムに対して送付するステップを含んでいる。本方法は、さらに、呼吸センサーから時間依存の呼吸フェイズデータを受け取るステップを含んでいる。本方法は、さらに、時間依存の呼吸フェイズデータに従って焦点調整コントロール信号を生成するステップを含んでいる。本方法は、さらに、焦点調整コントロール信号を治療システムに対して送付するステップを含んでいる。本方法の有利な点は、上述したとおりである。   In another aspect of the invention, a computer-implemented method of operation of a therapy device is provided. The therapy device includes a therapy system for treating a target area of a patient. The treatment system includes focus adjustment of the radiation delivered into the target area. The treatment device further includes a respiratory sensor for measuring the patient's respiratory phase. The method includes sending a control signal to the treatment system to cause treatment of the target area. The method further includes receiving time-dependent respiratory phase data from the respiratory sensor. The method further includes generating a focus control signal according to the time-dependent respiratory phase data. The method further includes sending a focus control signal to the treatment system. The advantages of this method are as described above.

本発明の別の態様では、治療装置のプロセッサによる実行のための機械で実行可能なインストラクションを含むコンピュータープログラムを提供する。コンピュータープログラムは、例えば、メモリーの中に保管され、コンピューターで読取り可能な記録媒体であり得る。治療装置は、患者の対象領域を処置するための治療システムを含んでいる。治療システムは、対象領域の中に照射した放射線の焦点調整を含んでいる。治療装置は、さらに、患者の呼吸フェイズを測定するための呼吸センサーを含んでいる。本インストラクションが実行されると、プロセッサは、対象領域の処置を行なわせるコントロール信号を治療システムに対して送付する。本インストラクションが実行されると、さらに、プロセッサは、呼吸センサーから時間依存の呼吸フェイズデータを受け取る。本インストラクションが実行されると、さらに、プロセッサは、時間依存の呼吸フェイズデータに従って焦点調整コントロール信号を生成する。本インストラクションが実行されると、さらに、プロセッサは、焦点調整コントロール信号を治療システムに対して送付する。   In another aspect of the invention, a computer program is provided that includes machine-executable instructions for execution by a processor of a therapy device. The computer program can be, for example, a recording medium stored in a memory and readable by a computer. The therapy device includes a therapy system for treating a target area of a patient. The treatment system includes focus adjustment of the radiation delivered into the target area. The treatment device further includes a respiratory sensor for measuring the patient's respiratory phase. When this instruction is executed, the processor sends a control signal for performing treatment of the target area to the treatment system. When this instruction is executed, the processor further receives time-dependent respiratory phase data from the respiratory sensor. When this instruction is executed, the processor further generates a focus adjustment control signal in accordance with the time-dependent respiratory phase data. When this instruction is executed, the processor further sends a focus control signal to the treatment system.

以降において、本発明の好適な実施例が記述される。単なる例示としてのものであり、以下の図に関する。
図1は、本発明の一つの実施例に係る方法を説明するフローチャートを示している。 図2は、本発明のさらなるの実施例に係る方法を説明するフローチャートを示している。 図3は、本発明の一つの実施例に係る治療装置を示している。 図4は、本発明のさらなる実施例に係る治療装置を示している。 図5は、本発明のさらなる実施例に係る治療装置を示している。 図6は、本発明のさらなる実施例に係る治療装置を示している。 図7aは、時間依存の呼吸フェイズデータを示している。 図7bは、時間の関数として対象領域704の位置を示している。 図7cは、対象領域704の独立した位置に割り当てられたベクトルを示している。 図7dは、対象モデルの使用について示している。 図8は、力センサーのさらなる説明図を示している。 図9は、力センサーを使用して獲得された、時間依存の呼吸フェイズデータ900を示している。 図10は、心弾道図データの実効値を示している。
In the following, preferred embodiments of the present invention will be described. It is for illustration only and relates to the following figures.
FIG. 1 shows a flowchart illustrating a method according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a flowchart illustrating a method according to a further embodiment of the invention. FIG. 3 shows a treatment device according to one embodiment of the present invention. FIG. 4 shows a treatment device according to a further embodiment of the invention. FIG. 5 shows a treatment device according to a further embodiment of the invention. FIG. 6 shows a treatment device according to a further embodiment of the invention. FIG. 7a shows time-dependent respiratory phase data. FIG. 7b shows the position of the region of interest 704 as a function of time. FIG. 7 c shows the vectors assigned to independent positions in the target area 704. FIG. 7d illustrates the use of the target model. FIG. 8 shows a further illustration of the force sensor. FIG. 9 shows time-dependent respiratory phase data 900 acquired using a force sensor. FIG. 10 shows the effective value of the cardio ballistic chart data.

これらの図面において類似の番号がついたエレメントは、均等なエレメントであるか、同一の機能を発揮するかのいずれかである。以前に説明されたエレメントは、その機能が均等である場合には、後の図面において必ずしも説明されない。   Elements with similar numbers in these drawings are either equivalent elements or perform the same function. Previously described elements are not necessarily described in subsequent drawings if their functions are equivalent.

図1は、本発明の一つの実施例に係る方法を説明するフローチャートを示している。ステップ100において、治療システムに対してコントロール信号が送付される。制御信号により、治療システムは、患者の対象領域の処置を開始する。ステップ102において、呼吸センサーから時間依存の呼吸フェイズデータを受け取る。ステップ104において、時間依存の呼吸フェイズデータは、焦点調整制御信号を生成するために使用される。ステップ106において、焦点調整制御信号が治療システムに対して送付される。焦点調整制御信号により、治療システムは、異なる位置に対して焦点を調整する。ステップ102、104、そして106は、繰り返し実行され得る。これにより、対象領域を継続的に処置できる。対象領域の処置が済んだ後、ステップ108で方法は終了する。   FIG. 1 shows a flowchart illustrating a method according to one embodiment of the present invention. In step 100, a control signal is sent to the treatment system. With the control signal, the therapy system initiates treatment of the subject area of the patient. In step 102, time-dependent respiratory phase data is received from the respiratory sensor. In step 104, the time-dependent respiratory phase data is used to generate a focus control signal. In step 106, a focus adjustment control signal is sent to the treatment system. With the focus adjustment control signal, the treatment system adjusts the focus for different positions. Steps 102, 104, and 106 may be performed repeatedly. Thereby, the target area can be treated continuously. After the target area has been treated, the method ends at step.

図2は、本発明のさらなるの実施例に係る方法を説明するフローチャートを示している。ステップ200において、医療用画像システムから時間依存の医療用画像データを受け取る。ステップ202において、呼吸センサーから予備的な時間依存の呼吸フェイズデータを受け取る。ステップ204において、時間依存の医療用画像データおよび予備的な時間依存の呼吸フェイズデータを使用して、対象モデルが生成される。ステップ206において、治療システムに対して制御信号が送付される。図2のステップ206は、図1のステップ100と均等なものである。ステップ208において、呼吸センサーから時間依存の呼吸フェイズデータを受け取る。ステップ208は、図1のステップ102と均等である。ステップ210において、時間依存の呼吸フェイズデータおよび対象モデルに従って焦点調整制御信号が生成される。ステップ204において生成された対象モデルは、焦点調整制御信号を生成するために、ステップ210で使用される。このことは、例えば、対象領域の位置を予測するために対象モデルを使用し、患者の対象領域上に治療システムの調整可能な焦点を調整するための焦点調整制御信号を生成することにより、達成される。   FIG. 2 shows a flowchart illustrating a method according to a further embodiment of the invention. In step 200, time-dependent medical image data is received from a medical imaging system. In step 202, preliminary time-dependent respiratory phase data is received from the respiratory sensor. At step 204, a target model is generated using the time-dependent medical image data and the preliminary time-dependent respiratory phase data. In step 206, a control signal is sent to the treatment system. Step 206 in FIG. 2 is equivalent to step 100 in FIG. In step 208, time-dependent respiratory phase data is received from the respiratory sensor. Step 208 is equivalent to step 102 in FIG. At step 210, a focus control signal is generated according to the time-dependent respiratory phase data and the subject model. The object model generated in step 204 is used in step 210 to generate a focus adjustment control signal. This is achieved, for example, by using a target model to predict the position of the target area and generating a focus adjustment control signal to adjust the adjustable focus of the treatment system on the patient target area. Is done.

最後にステップ212において、治療システムに対して、焦点調整制御信号が送付される。ステップ208、210、そして212は、何回も繰り返し得る。例えば、対象領域の処置の最中に、呼吸フェイズデータが継続的に受け取られる。これにより、システムは、焦点調整制御信号を生成し、継続的または周期的にその信号を治療システムに対して送付することができる。対象領域が完了するとステップ214が実行される。ステップ214において、対象領域の処置が終了するこれは、治療システムに対して、患者の対象領域の処置を止めさせる制御信号を送付することによって達成される。   Finally, in step 212, a focus adjustment control signal is sent to the treatment system. Steps 208, 210, and 212 can be repeated any number of times. For example, breathing phase data is continuously received during treatment of the area of interest. This allows the system to generate a focus control signal and send the signal to the treatment system continuously or periodically. When the target area is completed, step 214 is executed. In step 214, the treatment of the target area is terminated, by sending a control signal to the treatment system to stop treatment of the patient's target area.

図3は、本発明の一つの実施例に係る治療装置300を示している。患者306の対象領域304を処置するための治療システム302が示されている。治療システム302は、箱として示されており、多くの異なるタイプの治療システムを代表している。例えば、治療システムは、これらに限定されるわけではないが、ガンマー放射線治療システム、荷電粒子治療システム、治療またはライナック(lineac)X線治療システム、陽子治療システム、冷凍アブレーション(ablation)システム、レーザー治療システム、ラジオ周波数アブレーションシステム、ラジオ周波数加熱システム、そして高輝度焦点超音波システム、といったものである。   FIG. 3 shows a treatment apparatus 300 according to one embodiment of the present invention. A therapy system 302 for treating a region of interest 304 of a patient 306 is shown. The treatment system 302 is shown as a box and is representative of many different types of treatment systems. For example, treatment systems include, but are not limited to, gamma radiation treatment systems, charged particle treatment systems, treatment or linac X-ray treatment systems, proton treatment systems, cryoablation systems, laser treatments. Systems, radio frequency ablation systems, radio frequency heating systems, and high intensity focused ultrasound systems.

図3に示すように、308は第1の呼吸センサーであり、310は第2の呼吸センサーである。第1の呼吸センサー308は、患者が呼吸をする際に、患者によって及ぼされる動き又は力を検知する呼吸センサーを代表している。第1の呼吸センサーは、これらに限定されるわけではないが、力センサー、加速度計、動きセンサー、そしてストレインゲージ、といったものである。   As shown in FIG. 3, 308 is a first respiration sensor, and 310 is a second respiration sensor. The first respiration sensor 308 represents a respiration sensor that detects the movement or force exerted by the patient as the patient breathes. The first respiratory sensor is, but is not limited to, a force sensor, an accelerometer, a motion sensor, and a strain gauge.

同様に図3に示すように、310は第2の呼吸センサーである。第2の呼吸センサーは、患者306の呼吸フェイズを決定するために、患者の内側または外側のガス流れをモニターする呼吸センサーの種類を代表している。例えば、第2の呼吸センサーは、これらに限定されるわけではないが、呼吸アドバイザー、ガス流れセンサー、そして麻酔用呼吸デバイス、といったものである。   Similarly, as shown in FIG. 3, reference numeral 310 denotes a second respiration sensor. The second respiration sensor represents a type of respiration sensor that monitors gas flow inside or outside the patient to determine the respiration phase of the patient 306. For example, the second respiratory sensor includes, but is not limited to, a respiratory advisor, a gas flow sensor, and an anesthetic respiratory device.

同様に図3に示すように、314は任意的な医療用画像システム314である。医療用画像システム314は、画像領域316から医療用画像データを獲得するためのものである。患者306は、部分的または全体的に医療用画像領域316の内側に居る。医療用画像システム314は、患者の解剖学的構造を表示するか含んでいる医療用画像を獲得し、患者306が呼吸をする際の対象領域の位置を特定するために使用され得る。前述の通りに、この実施例において、医療用画像システム314は任意的なものである。医療用画像データの獲得または処理のためのコントロールソフトウェアといった医療用画像システムに関連するエレメントも、また、任意的なものである。治療システム302、第1の呼吸センサー308、第2の呼吸センサー310、そして医療用画像システム314は、コンピューターシステム318に係るハードウェアインターフェイス320に接続されているものとして全てが示されている。ハードウェアインターフェイス320は、コンピューターシステム318のプロセッサ322に接続されている。ハードウェアインターフェイス320により、プロセッサ322は、治療システム300のコンポーネントに対して制御信号を送付したり、受け取ることができる。ハードウェアインターフェイス320により、プロセッサ322は、治療装置300をコントロールすることができる。プロセッサ322は、また、コンピューターストレージ326、コンピューターメモリー328、そしてユーザーインターフェイス324に接続されているものとして示されている。   Similarly, as shown in FIG. 3, 314 is an optional medical imaging system 314. The medical image system 314 is for acquiring medical image data from the image area 316. Patient 306 is partially or wholly inside medical image area 316. The medical imaging system 314 can be used to acquire a medical image that displays or includes a patient's anatomy and to locate a region of interest as the patient 306 breathes. As described above, in this embodiment, the medical imaging system 314 is optional. Elements associated with a medical imaging system, such as control software for acquiring or processing medical image data, are also optional. The treatment system 302, the first respiration sensor 308, the second respiration sensor 310, and the medical imaging system 314 are all shown as being connected to a hardware interface 320 associated with the computer system 318. The hardware interface 320 is connected to the processor 322 of the computer system 318. Hardware interface 320 allows processor 322 to send and receive control signals to components of treatment system 300. The hardware interface 320 allows the processor 322 to control the treatment device 300. Processor 322 is also shown as being connected to computer storage 326, computer memory 328, and user interface 324.

コンピューターストレージ326は、時間依存の呼吸フェイズデータ330を含んでいるものとして示されている。第1の呼吸センサー308及び/又は第2の呼吸センサー310を使用して獲得されるのはこの呼吸フェイズデータである。本発明の実施例には、第1の呼吸センサー308と第2の呼吸センサー310のいずれか、または両方が存在し得る。同様に、時間依存の呼吸フェイズデータ330は、第1の呼吸センサー308と第2の呼吸センサー310からの一つまたは両方のデータから成っている。コンピューターストレージ326は、さらに、時間依存の医療用画像データを含んでいるものとして示されている。コンピューターストレージ326は、また、予備的な時間依存の呼吸フェイズデータ334を含んでいるものとして示されている。時間依存の医療用画像データ332と予備的な時間依存の呼吸フェイズデータ334は、対象モデル338を構築するために使用され得る。いくつかの実施例においては、時間依存の医療用画像データ332と予備的な時間依存の呼吸フェイズデータ334は、存在しなくてもよい。これは、それらのデータがストレージから削除されていたか、対象モデル338が既に存在していたか、の理由によるものである。いくつかの実施例において、時間依存の医療用画像データは、時間依存の医療用画像へと再構築され、同様に、コンピューターストレージ326の中に置かれる。コンピューターメモリー326の中に示されたデータは、代表的なものであり、データが使用された後の場合には、コンピューターストレージ326またはコンピューターメモリー328の中に必ずしも保持されていることを要しない。いくつかの例では、対象モデル338が生成された後で、オリジナルのデータは削除され得る。   Computer storage 326 is shown as including time-dependent respiratory phase data 330. It is this respiratory phase data that is acquired using the first respiratory sensor 308 and / or the second respiratory sensor 310. In embodiments of the invention, either or both of the first respiration sensor 308 and the second respiration sensor 310 may be present. Similarly, the time-dependent respiratory phase data 330 comprises one or both data from the first respiratory sensor 308 and the second respiratory sensor 310. Computer storage 326 is further shown as containing time-dependent medical image data. Computer storage 326 is also shown as including preliminary time-dependent breathing phase data 334. Time-dependent medical image data 332 and preliminary time-dependent breathing phase data 334 can be used to build a target model 338. In some embodiments, time-dependent medical image data 332 and preliminary time-dependent respiratory phase data 334 may not be present. This is because the data has been deleted from the storage or the target model 338 already exists. In some embodiments, time-dependent medical image data is reconstructed into a time-dependent medical image and similarly placed in computer storage 326. The data shown in computer memory 326 is representative and does not necessarily have to be held in computer storage 326 or computer memory 328 after the data has been used. In some examples, the original data may be deleted after the target model 338 is generated.

コンピューターメモリー328は、治療装置コントロールモジュール340を含んでいるものとして示されている。治療装置コントロールモジュールは、機械で実行可能なインストラクションを含んでおり、それによりプロセッサ322は、治療装置300を操作し、コントロールすることができる。いくつかの実施例において、コンピューターメモリー328は、呼吸フェイズ解析モジュール342を有している。呼吸フェイズ解析モジュールは、呼吸フェイズデータを解析するためのコンピューターで実行可能なインストラクションを含んでいる。例えば、呼吸フェイズ解析モジュールは、呼吸フェイズデータ330,334にデジタル的にフィルターをかけるためのコードを含み得る。呼吸フェイズ解析モジュール342は、また、時間依存の呼吸フェイズデータ330と予備的な時間依存の呼吸フェイズデータ334とを比較するためのコンピューターで実行可能なインストラクションを含み得る。   Computer memory 328 is shown as including a therapy device control module 340. The therapy device control module includes machine-executable instructions that allow the processor 322 to operate and control the therapy device 300. In some embodiments, the computer memory 328 includes a respiratory phase analysis module 342. The respiratory phase analysis module includes computer-executable instructions for analyzing respiratory phase data. For example, the respiratory phase analysis module may include code for digitally filtering the respiratory phase data 330, 334. The respiratory phase analysis module 342 may also include computer-executable instructions for comparing the time-dependent respiratory phase data 330 and the preliminary time-dependent respiratory phase data 334.

コンピューターメモリー328は、さらに、焦点調整コントロール信号生成モジュール344を含んでいるものとして示されている。焦点調整コントロール信号生成モジュールは、焦点調整コントロール信号を生成するために時間依存の呼吸フェイズデータを使用するコンピューターで実行可能なコードを含んでいる。いくつかの実施例において、このことは対象モデル338を使用することで達成される。いくつかの実施例において、コンピューターメモリー328は、また、医療用画像再構築モジュール348を含んでいる。医療用画像再構築モジュール348は、プロセッサが時間依存の医療用画像データ332を時間に独立な医療用画像336に再構築できるようにするコンピューターで実行可能なコードを含んでいる。   The computer memory 328 is further shown as including a focus adjustment control signal generation module 344. The focus control signal generation module includes computer-executable code that uses time-dependent respiratory phase data to generate the focus control signal. In some embodiments, this is accomplished using the target model 338. In some embodiments, the computer memory 328 also includes a medical image reconstruction module 348. The medical image reconstruction module 348 includes computer-executable code that enables the processor to reconstruct the time-dependent medical image data 332 into a time-independent medical image 336.

いくつかの実施例において、コンピューターメモリー328は、さらに画像登録モジュール350を含んでいる。画像登録モジュールは、時間に独立な医療用画像336について画像登録を実行するための従来技術として知られているコンピューターで実行可能なコードを含んでいる。例えば、画像登録モジュール350は、時間または呼吸フェイズの関数として対象領域304を特定できるようにする特定の解剖学的構造を特定し得る。いくつかの実施例において、コンピューターメモリー328は、また、ベクトルマッピングモジュール352を含んでいる。ベクトルマッピングモジュール352は、対象モデル生成モジュール346が、予備的な時間依存の呼吸フェイズデータと登録された時間に独立な医療用画像を使用して対象モデル338を創生できるようにする。   In some embodiments, the computer memory 328 further includes an image registration module 350. The image registration module contains computer-executable code known as prior art for performing image registration for time independent medical images 336. For example, the image registration module 350 may identify a particular anatomy that allows the region of interest 304 to be identified as a function of time or breathing phase. In some embodiments, the computer memory 328 also includes a vector mapping module 352. Vector mapping module 352 allows target model generation module 346 to create target model 338 using preliminary time-dependent respiratory phase data and registered medical images that are independent of the registered time.

図4は、本発明の代替的な実施例に係る治療装置400を示している。本実施例は、高輝度焦点超音波システム402と力センサー416の組合せであり、両者とも患者サポート312の中に取り込まれている。高輝度焦点超音波システム402は、患者サポート312の中に統合されている。高輝度焦点超音波システムは、超音波トランスデューサー用電源406に接続された超音波トランスデューサー404を含んでいる。超音波トランスデューサー404は、複数のトランスデューサーエレメントを含み得る。この場合には、超音波トランスデューサー用電源は、個々の超音波トランスデューサーエレメントに対して供給される電力のアンプ(amplitude)及び/又はフェイズをコントロールすることができる。これにより、超音波トランスデューサー404の焦点を電気的にコントロールできる。超音波トランスデューサー404は、また、超音波トランスデューサー404を機械的に移動させるための機械的位置決めシステムを使用して位置決めされ得る。   FIG. 4 illustrates a treatment device 400 according to an alternative embodiment of the present invention. This embodiment is a combination of high intensity focused ultrasound system 402 and force sensor 416, both of which are incorporated into patient support 312. High intensity focused ultrasound system 402 is integrated into patient support 312. The high intensity focused ultrasound system includes an ultrasound transducer 404 connected to an ultrasound transducer power supply 406. The ultrasonic transducer 404 can include a plurality of transducer elements. In this case, the power supply for the ultrasonic transducer can control the amplifier and / or the phase of the power supplied to the individual ultrasonic transducer elements. Thereby, the focus of the ultrasonic transducer 404 can be electrically controlled. The ultrasonic transducer 404 can also be positioned using a mechanical positioning system for mechanically moving the ultrasonic transducer 404.

この実施例においては、従って、超音波トランスデューサー404の焦点の位置をコントロールするための二つの異なる方法がある。超音波トランスデューサー404は、液体が満たされチャンバー408の中に浸されているものとして示されている。液体が満たされチャンバー408は、超音波トランスデューサー404からの超音波エネルギーまたは音波を超音波ウインドウ412に対して伝導することができる液体で満たされている。破線410は、患者306の中に位置する対象領域304に対する焦点の合った超音波の通路を示している。焦点の合った超音波410は、液体が満たされチャンバー408を通り抜け、超音波ウインドウ412を通り抜けるものとして示されている。この実施例においては、患者306を超音波ウインドウ412に対して超音波的に結合するゲルパッド414が存在する。   In this embodiment, there are therefore two different ways to control the focal position of the ultrasonic transducer 404. Ultrasonic transducer 404 is shown as being filled with liquid and immersed in chamber 408. Filled with liquid, the chamber 408 is filled with a liquid that can conduct ultrasonic energy or sound waves from the ultrasonic transducer 404 to the ultrasonic window 412. Dashed line 410 shows the focused ultrasound path for the region of interest 304 located in the patient 306. In-focus ultrasound 410 is shown as being filled with liquid and passing through chamber 408 and through ultrasound window 412. In this example, there is a gel pad 414 that ultrasonically couples the patient 306 to the ultrasound window 412.

図4には、力センサー416も示されている。力センサー416は、機械的アダプター418と堅いサポート420とに接触している。堅いサポート420は、力センサー416を患者サポート312に対して接続するサポートである。機械的アダプター418は、患者306がその上に力を及ぼすことができる表面を備えている。機械的アダプター418は、続いて、力を力センサー416に及ぼす。力センサー416は、患者306の絶対的な力、力の変化を測定することができ、または、機械的アダプター418の加速度を測定することができる。ベクトル422は反力ベクトルであって、機械的アダプター418によって力センサー416上に及ぼされる力とバランスする力ベクトルである。   A force sensor 416 is also shown in FIG. Force sensor 416 is in contact with mechanical adapter 418 and rigid support 420. The rigid support 420 is a support that connects the force sensor 416 to the patient support 312. Mechanical adapter 418 includes a surface on which patient 306 can exert a force. The mechanical adapter 418 then applies a force to the force sensor 416. The force sensor 416 can measure the absolute force of the patient 306, a change in force, or can measure the acceleration of the mechanical adapter 418. Vector 422 is a reaction force vector that balances the force exerted on the force sensor 416 by the mechanical adapter 418.

図4には、また、任意的な呼吸アドバイザー424も示されている。呼吸アドバイザー424は、また、力センサー416がそうであるように呼吸センサーでもある。呼吸アドバイザー424は、患者306の呼吸をモニターし、追加的なデータを提供し得る。高輝度焦点超音波システム402、力センサー416、そして呼吸アドバイザー424は、コンピューターシステム318のハードウェアインターフェイス320に接続しているものとして示されている。図3に示したコンピューターシステム318は、図4で示されるコンピューターシステム318と均等なものである。コンピューターストレージ326の中でデータを保管する種々のコンポーネントおよびコンピューターメモリー328の中に保管されたコンピューターマシンで実行可能なインストラクションも、また均等なものである。図4で重要なのは、多くの画像分析やデータが、コンピューターストレージ326およびコンピューターメモリー328には無いことである。これにより、図3で示したように医療用画像システム314を使用しないで患者306に処置を施すことができる。   Also shown in FIG. 4 is an optional respiratory advisor 424. Respiration advisor 424 is also a respiration sensor, as is force sensor 416. The respiratory advisor 424 may monitor the patient 306's breathing and provide additional data. High intensity focused ultrasound system 402, force sensor 416, and respiratory advisor 424 are shown as connected to hardware interface 320 of computer system 318. The computer system 318 shown in FIG. 3 is equivalent to the computer system 318 shown in FIG. The various components that store data in computer storage 326 and the instructions that can be executed on a computer machine stored in computer memory 328 are also equivalent. Important in FIG. 4 is that there is not much image analysis or data in the computer storage 326 and computer memory 328. As a result, as shown in FIG. 3, the patient 306 can be treated without using the medical image system 314.

図5は、本発明のさらなる実施例に係る治療装置500を示している。図5に示す実施例は、磁気共鳴画像システムが、ここでは治療装置500の中に組み込まれていることを除いて、図4で示された実施例と均等である。図4に示されていない追加のコンポーネントが説明されている。本実施例においては、画像領域316の中に均一な磁場を生成するための磁石502が存在する。本実施例では、円筒状の超伝導的な磁石の断面図が示されている。他の磁石の形式やタイプが従来技術として知られており、それらも本発明に適用することができる。患者サポート312、高輝度焦点超音波システム402、そして力センサー416は、全てが円筒状の磁石502のボア(bore)の中にあるものとして示されている。ボアの中には、傾斜磁場コイル504も存在する。傾斜磁場コイル504は、実際には、画像領域316の中で磁気スピンを空間的にエンコード(encode)するための3つの独立したコイルシステムである。傾斜磁場コイル504には、傾斜磁場コイル用電源506が接続されている。傾斜磁場コイル用電源506は、傾斜磁場コイル504を動作させるための電流を供給する。   FIG. 5 shows a treatment device 500 according to a further embodiment of the invention. The embodiment shown in FIG. 5 is equivalent to the embodiment shown in FIG. 4 except that a magnetic resonance imaging system is now integrated into the treatment device 500. Additional components not shown in FIG. 4 are described. In the present embodiment, there is a magnet 502 for generating a uniform magnetic field in the image area 316. In this embodiment, a cross-sectional view of a cylindrical superconducting magnet is shown. Other types and types of magnets are known in the prior art and can be applied to the present invention. Patient support 312, high intensity focused ultrasound system 402, and force sensor 416 are all shown as being in the bore of cylindrical magnet 502. There is also a gradient coil 504 in the bore. The gradient coil 504 is actually three independent coil systems for spatially encoding magnetic spins within the image region 316. A gradient coil power source 506 is connected to the gradient coil 504. The gradient coil power supply 506 supplies a current for operating the gradient coil 504.

画像領域316に隣接してラジオ周波数コイル508が存在する。ラジオ周波数コイル508は、ラジオ周波数トランシーバー510に接続されている。ラジオ周波数トランシーバー510は、ラジオ周波数コイル508を使用して磁気共鳴データを獲得するために用いられる。ラジオ周波数コイル508は、個々の送信および受信コイルを表し得ることが理解されるべきである。同様に、ラジオ周波数トランシーバー510は、また、分離した送信機と受信機を表し得る。高輝度焦点超音波システム402、力センサー416、任意的な呼吸アドバイザー424、傾斜磁場コイル用電源506、そしてラジオ周波数トランシーバー510は、コンピューターシステム318のハードウェアインターフェイス320に接続されているものとして示されている。図4のように、コンピューターシステム318およびコンピューターストレージ326とコンピューターメモリー328の内容は、図3に示されたのと均等なものである。   Adjacent to the image area 316 is a radio frequency coil 508. Radio frequency coil 508 is connected to radio frequency transceiver 510. Radio frequency transceiver 510 is used to acquire magnetic resonance data using radio frequency coil 508. It should be understood that the radio frequency coil 508 may represent individual transmit and receive coils. Similarly, radio frequency transceiver 510 may also represent a separate transmitter and receiver. High intensity focused ultrasound system 402, force sensor 416, optional respiratory advisor 424, gradient coil power supply 506, and radio frequency transceiver 510 are shown as being connected to hardware interface 320 of computer system 318. ing. As shown in FIG. 4, the contents of computer system 318, computer storage 326, and computer memory 328 are equivalent to those shown in FIG.

図6は、本発明の実施例に従って治療装置600の実施例を示している。全ての詳細が図に示されているわけではない。この図は、治療装置600が、どのようにして従来の磁気共鳴画像システムの中に組み込まれ得るかを説明している。この図に示されているのは円筒状の磁石502である。力センサー416を備えた患者サポート312が、トローリー602を使用して、磁石502の中に配置される。この図に治療システムは示されていない。高輝度焦点超音波システム402は、図4と図5に示されるように患者サポート312の中に統合され得る。代替的には、前述のように他のタイプの治療システムも、また、この図に示されるように治療システム600の中に統合され得る。トローリー602は、患者サポート312を磁石502の中に入れたり、出したりするために使用され得る。これは、2つのことを説明している。まずは、本発明がどのようにして従来の磁気共鳴システムの中に統合され得るかを説明している。   FIG. 6 shows an embodiment of a treatment device 600 according to an embodiment of the present invention. Not all details are shown in the figures. This figure illustrates how the treatment device 600 can be incorporated into a conventional magnetic resonance imaging system. Shown in this figure is a cylindrical magnet 502. A patient support 312 with force sensor 416 is placed in magnet 502 using trolley 602. The treatment system is not shown in this figure. High intensity focused ultrasound system 402 may be integrated into patient support 312 as shown in FIGS. Alternatively, other types of treatment systems, as described above, can also be integrated into the treatment system 600 as shown in this figure. The trolley 602 can be used to move the patient support 312 into and out of the magnet 502. This explains two things. First, it will be described how the present invention can be integrated into a conventional magnetic resonance system.

図6は、また、図3に係る実施例が、どのように画像システムと独立して動作し得るかを説明している。例えば、図4で示された治療装置の実施例を伴なう患者サポートである。対象モデル338は、患者306と患者サポート312が磁石502の中にあり、磁気共鳴画像システムが動作している際に形成され得る。対象モデル338が形成された後で、患者サポート312は磁石502から取り出される。処置は、図4における実施例に示されるように処理され得る。患者サポート312と患者306が磁石502から取り出されている今となっては、磁気共鳴画像システムを他の使用のために用いることができる。   FIG. 6 also illustrates how the embodiment according to FIG. 3 can operate independently of the imaging system. For example, patient support with the embodiment of the treatment device shown in FIG. The target model 338 may be formed when the patient 306 and patient support 312 are in the magnet 502 and the magnetic resonance imaging system is operating. After the target model 338 is formed, the patient support 312 is removed from the magnet 502. The treatment can be processed as shown in the example in FIG. Now that the patient support 312 and the patient 306 have been removed from the magnet 502, the magnetic resonance imaging system can be used for other uses.

図7aから図7dは、対象モデルがどのように構築され、使用されるのかを説明している。図7aは、時間軸700と時間依存の呼吸フェイズデータ軸702を有している。このグラフでは、呼吸センサーから獲得されたデータが、時間の関数としてプロットされている。データ点は、T0からT12とラベル表示されている。図7bでは、対象領域704が、時間の関数として、3次元空間においてプロットされている。対象領域の位置も、また、T0からT12とラベル表示されている。図7cにおいては、対象領域704の独立した位置に対してベクトルが割り当てられている。対象領域704に対するベクトル706を割り当ては、本質的に対象モデルを創生する。最後に、図7dにおいては、対象モデルの使用が説明されている。この図には、超音波トランスデューサー708による処置が、さまざまな時間において示されている。この場合には、超音波トランスデューサー708は、位相配列トランスデューサーである。超音波トランスデューサーは、別の言葉で言えば、複数のトランスデューサーエレメントで構成されているものである。図は、また、時間T0における対象領域の位置710と時間T7における対象領域の位置714を示している。ベクトル711は、時間T0における対象領域の推定位置を特定している。ベクトル7115、時間T7における対象領域の位置を推定している。破線712は、時間T0において対象領域710に対して焦点の合った超音波の通路を示している。破線716は、時間T7において対象領域714に対して焦点の合った超音波の通路を示している。ベクトルが生成された時間に対して中間にある時間における対象領域の位置を特定するために、2つのベクトルの間を補完することによって中間ベクトルを算出することができる。   Figures 7a to 7d illustrate how the target model is constructed and used. FIG. 7 a has a time axis 700 and a time-dependent respiratory phase data axis 702. In this graph, the data acquired from the respiratory sensor is plotted as a function of time. Data points are labeled T0 to T12. In FIG. 7b, the region of interest 704 is plotted in a three-dimensional space as a function of time. The position of the target area is also labeled as T0 to T12. In FIG. 7 c, vectors are assigned to independent positions of the target area 704. Assigning a vector 706 to the target region 704 essentially creates a target model. Finally, in FIG. 7d, the use of the target model is illustrated. In this figure, treatment with ultrasonic transducer 708 is shown at various times. In this case, the ultrasonic transducer 708 is a phased array transducer. In other words, the ultrasonic transducer is composed of a plurality of transducer elements. The figure also shows the position 710 of the target area at time T0 and the position 714 of the target area at time T7. The vector 711 specifies the estimated position of the target region at time T0. The position of the target region at the vector 7115, time T7 is estimated. A broken line 712 indicates an ultrasound path focused on the target region 710 at time T0. A broken line 716 indicates an ultrasound path focused on the target region 714 at time T7. In order to identify the position of the region of interest at a time intermediate to the time at which the vector was generated, an intermediate vector can be calculated by complementing between the two vectors.

図7で説明されているそうした対象モデルは、対象位置を得るために十分に一定な周期的な呼吸動作を、信頼できる方法で補償し得る。処置前そして処置期間に一定な呼吸を確実にするために提案するステップは、以下の通りである。
1.患者がテーブルトップ上に配置された直後から呼吸測定を開始する。
2.呼吸信号が解析され、システムは、呼吸が安定したときをオペレーターに知らせる。
3.現行の処置期間に対して「通常の(“normal”)」呼吸信号が生成され、保管される。「通常の」信号は、パラメーター、カーブフィット、または他のモデルのセットであり得る。
4.処置の間に呼吸はモニターされ、常に「通常の」呼吸と比較される。呼吸サイクルの異なるフェイズにおいて、対象が類似の方法で移動していることを確認するためである。
5.あまりに低い相関が検知された場合には、超音波処理は停止され、患者は、視認できる呼吸アドバイザー、または他の方法を使用して通常の呼吸を回復するようにアドバイスされる。患者が通常の呼吸に回復できない場合には、超音波処理を継続することが許されるまで、対象移動の解析が再び実行される。
Such an object model described in FIG. 7 can reliably compensate for periodic breathing movements that are sufficiently constant to obtain the object position. The suggested steps to ensure constant breathing before and during the treatment are as follows.
1. Respiratory measurements begin immediately after the patient is placed on the tabletop.
2. The respiration signal is analyzed and the system informs the operator when the respiration is stable.
3. A “normal” respiratory signal is generated and stored for the current treatment period. A “normal” signal can be a parameter, a curve fit, or a set of other models.
4). Breathing is monitored during the procedure and is always compared to “normal” breathing. This is to confirm that the subject is moving in a similar manner during different phases of the respiratory cycle.
5. If too low a correlation is detected, sonication is stopped and the patient is advised to restore normal breathing using a visible breathing advisor or other method. If the patient is unable to recover to normal breathing, the object movement analysis is performed again until sonication is allowed to continue.

図8は、図3と図4に示した実施例において前述した力センサー416に係るさらなる説明図である。この実施例においては、患者306をサポートするための患者サポート312が存在している。機械的アダプター418が有り、患者306と力センサー416に接触している。患者306は、機械的アダプター418の上に力を及ぼす。患者306が呼吸をすると、機械的アダプター418の上に及ぼされる力が変化する。そして、機械的アダプター418はその力を、力センサー416に伝える。力センサー416は、機械的アダプターと堅いサポート420との間に支持されている。固いサポート420は、力を患者サポート312に対して伝える。   FIG. 8 is a further explanatory diagram relating to the force sensor 416 described above in the embodiment shown in FIGS. 3 and 4. In this example, there is a patient support 312 for supporting the patient 306. There is a mechanical adapter 418 that contacts the patient 306 and the force sensor 416. Patient 306 exerts a force on mechanical adapter 418. As the patient 306 breathes, the force exerted on the mechanical adapter 418 changes. The mechanical adapter 418 then transmits the force to the force sensor 416. The force sensor 416 is supported between the mechanical adapter and the rigid support 420. The rigid support 420 conveys force to the patient support 312.

図9は、図4、図5、そして図8において説明された力センサーを使用して獲得された時間依存の呼吸フェイズデータ900を示している。図9に示されたデータは、ローパスフィルターを通した心弾動図を使用して獲得された呼吸フェイズデータである。データは、図8に示した構成を使用して、3テスラの磁場において得られたものである。   FIG. 9 shows time-dependent respiratory phase data 900 acquired using the force sensor described in FIGS. 4, 5, and 8. The data shown in FIG. 9 is respiratory phase data acquired using a cardiogram through a low pass filter. The data was obtained in a 3 Tesla magnetic field using the configuration shown in FIG.

図10は、図9において獲得された心弾動図データであるが、この場合には信号の実効値が算出されている。これが平均エネルギー信号1000である。図10に示されるデータは、患者による動作や移動の総計を検知するために使用され得る。こうした方法で獲得されたデータについて一つの十分な閾値または複数の閾値を設定することにより、患者の動作が検知され、対象領域に係る処置を停止するために利用され得る。データは、図8に示した構成を使用して、3テスラの磁場において得られたものである。   FIG. 10 shows the heart and ball diagram data obtained in FIG. 9. In this case, the effective value of the signal is calculated. This is the average energy signal 1000. The data shown in FIG. 10 can be used to detect the total motion and movement by the patient. By setting one sufficient threshold or multiple thresholds for data acquired in such a way, patient motion can be detected and used to stop the treatment for the area of interest. The data was obtained in a 3 Tesla magnetic field using the configuration shown in FIG.

本発明は、図面または前出の記載において、その詳細が説明され記述されてきたが、そうした説明および記載は、説明的または例示的なものであり、制限的なものではないと考えられるべきである。つまり、本発明は、開示された実施例に限定されるものではない。   While the invention has been illustrated and described in detail in the drawings or foregoing description, such description and description are to be considered illustrative or exemplary and not restrictive. is there. In other words, the present invention is not limited to the disclosed embodiments.

図面、明細書、および添付の特許請求の範囲を研究すれば、クレームされた本発明の実施において、当業者によって、開示された実施例に対する他の変形が理解され、もたらされ得る。請求項において、用語「含む(“comprising“)」は、他のエレメントまたはステップの存在を排除するものではなく、不定冠詞「一つの(”a“または”an“)」は、複数を排除するものではない。単一のプロセッサまたは他のユニットは、請求項で述べられる数個のアイテムに係る機能を満たし得る。特定の手段が、お互いに異なる従属請求項の中で引用されているという事実だけでは、これらの手段の組合せが有利に使用され得ないことを示すものではない。コンピュータープログラムは、光記録媒体もしくはハードウェアと供に、またはハードウェアの一部として提供される半導体媒体といった、好適な媒体上に記録され、配布され得る。しかし、インターネット、または他の有線もしくは無線の電子通信システムを介するといった、他の形式においても配布され得る。請求項におけるいかなる参照番号も、発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。   Upon studying the drawings, specification, and appended claims, other variations to the disclosed embodiments can be understood and effected by those skilled in the art in practicing the claimed invention. In the claims, the term “comprising” does not exclude the presence of other elements or steps, and the indefinite article “a” or “an” excludes the plural. It is not a thing. A single processor or other unit may fulfill the functions of several items stated in the claims. The mere fact that certain measures are recited in mutually different dependent claims does not indicate that a combination of these measured cannot be used to advantage. The computer program may be recorded and distributed on a suitable medium, such as an optical recording medium or hardware, or a semiconductor medium provided as part of the hardware. However, it can also be distributed in other formats, such as via the Internet or other wired or wireless electronic communication systems. Any reference signs in the claims should not be construed as limiting the scope.

300 治療装置
302 治療システム
304 対象領域
306 患者
308 第1の呼吸センサー
310 第2の呼吸センサー
312 患者サポート
314 医療用画像システム
316 画像領域
318 コンピューターシステム
320 ハードウェアインターフェイス
322 プロセッサ
324 ユーザーインターフェイス
326 ストレージ
328 メモリー
330 時間依存の呼吸フェイズデータ
332 時間依存の医療用画像データ
334 予備的な時間依存の呼吸フェイズデータ
336 時間依存の医療用画像
338 対象モデル
340 治療装置制御モジュール
342 呼吸フェイズデータ解析モジュール
344 焦点調整制御信号生成モジュール
346 対象モデル生成モジュール
348 医療用画像再構築モジュール
350 画像記録モジュール
352 ベクトルマッピングモジュール
400 治療装置
402 光輝度焦点超音波システム
404 超音波トランスデューサー
406 超音波トランスデューサー用電源
407 機械的位置決めシステム
408 液体が満たされたチャンバー
410 超音波の通路
412 超音波ウインドウ
414 ゲルパッド
416 力センサー
418 機械的アダプター
420 堅いサポート
422 反力ベクトル
424 呼吸アドバイザー
500 治療装置
502 磁石
504 傾斜磁場コイル
506 傾斜磁場コイル用電源
508 ラジオ周波数コイル
510 ラジオ周波数受信機
600 治療装置
602 トローリー
700 時間軸
702 時間依存の呼吸フェイズデータ軸
704 対象領域の位置
706 異なる呼吸フェイズに対する対象領域の位置に係るベクトルマッピング
708 超音波トランスデューサー
710 時間t0における対象領域の位置
711 時間t0に対するベクトル
712 時間t0における焦点の合った超音波の通路
714 時間t7における対象領域の位置
715 時間t7に対するベクトル
716 時間t7における焦点の合った超音波の通路
900 時間依存の呼吸フェイズデータ
1000 平均化されたエネルギー信号
300 treatment device 302 treatment system 304 target area 306 patient 308 first respiration sensor 310 second respiration sensor 312 patient support 314 medical image system 316 image area 318 computer system 320 hardware interface 322 processor 324 user interface 326 storage 328 memory 330 Time Dependent Respiration Phase Data 332 Time Dependent Medical Image Data 334 Preliminary Time Dependent Respiration Phase Data 336 Time Dependent Medical Image 338 Target Model 340 Treatment Device Control Module 342 Respiration Phase Data Analysis Module 344 Focus Adjustment Control Signal generation module 346 Target model generation module 348 Medical image reconstruction module 350 Image recording module 352 Vect Mapping module 400 Therapy device 402 Bright focus ultrasound system 404 Ultrasound transducer 406 Ultrasound transducer power supply 407 Mechanical positioning system 408 Liquid filled chamber 410 Ultrasound path 412 Ultrasound window 414 Gel pad 416 Force sensor 418 mechanical adapter 420 rigid support 422 reaction force vector 424 respiration advisor 500 therapy device 502 magnet 504 gradient coil 506 gradient coil power supply 508 radio frequency coil 510 radio frequency receiver 600 therapy device 602 trolley 700 time axis 702 time dependent Respiration Phase Data Axis 704 Target Area Position 706 Vector Mapping 708 Ultrasound Transforms Related to Target Area Positions for Different Respiration Phases Deducer 710 Target region position 711 at time t0 Vector 712 for time t0 Focused ultrasound path 714 at time t0 Target region position 715 at time t7 Vector 716 for time t7 Focused ultrasound at time t7 Passage 900 Time-dependent respiratory phase data 1000 Averaged energy signal

Claims (15)

患者の対象領域を処置するための治療システムであり、前記対象領域の中に向けた放射線の焦点を調整することが可能な治療システムと;
前記患者の呼吸サイクルを測定するための呼吸センサーと;
前記治療装置をコントロールするためのプロセッサと;
前記プロセッサによって実行される、機械で実行可能なインストラクションを含んでいるメモリーと;を含み、
前記プロセッサは、前記インストラクションが実行されると、
前記治療システムに対して、前記対象領域の処置をさせるコントロール信号を送付し、
前記呼吸センサーから、時間依存の呼吸フェイズデータを受け取り、
前記時間依存の呼吸フェイズデータに従って、焦点調整コントロール信号を生成し、
前記治療システムに対して、前記焦点調整コントロール信号を送付する、
ことを特徴とする治療装置。
A therapeutic system for treating a target area of a patient, wherein the therapeutic system is capable of adjusting the focus of radiation directed into the target area;
A respiratory sensor for measuring the respiratory cycle of the patient;
A processor for controlling the treatment device;
A memory executed by the processor and containing machine-executable instructions;
The processor, when the instruction is executed,
Sending a control signal to the treatment system to treat the target area,
Receiving time-dependent respiratory phase data from the respiratory sensor;
Generating a focus control signal according to the time-dependent respiratory phase data;
Sending the focus control signal to the treatment system;
A treatment device characterized by that.
前記メモリーは、さらに対象モデルを含み、
前記対象モデルは、前記時間依存の呼吸フェイズデータの関数として前記対象領域の位置を記載したものであり、
前記焦点調整コントロール信号は、前記時間依存の呼吸フェイズデータおよび前記対象モデルに従って生成される、
請求項1に記載の治療装置。
The memory further includes a target model,
The target model describes the position of the target region as a function of the time-dependent respiratory phase data,
The focus control signal is generated according to the time-dependent respiratory phase data and the target model.
The treatment device according to claim 1.
前記治療装置は、さらに、医療用画像領域に係る時間依存の医療用画像データを獲得するための医療用画像システムを含み、
前記プロセッサは、前記インストラクションが実行されると、
前記医療用画像システムから、前記時間依存の医療用画像データを受け取り、
呼吸センサーから、予備的な時間依存の呼吸フェイズデータを受け取り、
前記時間依存の医療用画像データと前記予備的な時間依存の呼吸フェイズデータに従って、前記対象モデルを生成し、
前記時間依存の医療用画像データと前記予備的な時間依存の呼吸フェイズデータとは、時間的に相関している、
請求項2に記載の治療装置。
The treatment apparatus further includes a medical image system for acquiring time-dependent medical image data related to the medical image region,
The processor, when the instruction is executed,
Receiving the time-dependent medical image data from the medical image system;
Receive preliminary time-dependent breath phase data from the breath sensor,
According to the time-dependent medical image data and the preliminary time-dependent respiratory phase data, the target model is generated,
The time-dependent medical image data and the preliminary time-dependent respiratory phase data are temporally correlated,
The treatment device according to claim 2.
前記プロセッサは、前記インストラクションにより、
前記時間依存の医療用画像データにおける前記対象領域の時間依存の位置を記録すること、
前記予備的な時間依存の呼吸フェイズデータの関数として、前記記録された前記対象領域の時間依存の位置の上にベクトルをマッピングすること、
によって前記対象モデルを生成する、
請求項3に記載の治療装置。
The processor, with the instructions,
Recording the time-dependent position of the target area in the time-dependent medical image data;
Mapping a vector on the time-dependent position of the recorded region of interest as a function of the preliminary time-dependent respiratory phase data;
To generate the target model,
The treatment device according to claim 3.
前記プロセッサは、さらに、前記インストラクションにより、
前記予備的な時間依存の呼吸フェイズデータと前記時間依存の呼吸フェイズデータとの間の相関を算出し、
前記算出された相関が、既定の相関閾値より低い場合に、前記治療システムに対して前記対象領域の処置を停止させる、停止コントロール信号を送付する、
請求項3または4に記載の治療装置。
The processor further includes:
Calculating a correlation between the preliminary time-dependent respiratory phase data and the time-dependent respiratory phase data;
If the calculated correlation is lower than a predetermined correlation threshold, send a stop control signal to stop the treatment of the target area to the treatment system;
The treatment device according to claim 3 or 4.
前記医療用画像システムは、磁気共鳴画像システム、超音波画像システム、コンピュータートモグラフィーシステム、のうちのいずれか一つである、
請求項3乃至5に記載の治療装置。
The medical imaging system is any one of a magnetic resonance imaging system, an ultrasound imaging system, and a computer tomography system.
The treatment device according to claim 3.
前記治療装置は、さらに、患者を支えるための患者サポートを含み、
前記呼吸センサーは、前記患者の体重の少なくとも一部分を支えるように、前記患者サポートに組み込まれた力センサーである、
請求項1乃至6に記載の治療装置。
The treatment device further includes a patient support for supporting the patient,
The respiratory sensor is a force sensor incorporated into the patient support to support at least a portion of the patient's weight;
The treatment device according to claim 1.
前記力センサーは、時間依存の力データを獲得し、前記時間依存の力データは、心弾動図信号を含んでいる、
請求項7に記載の治療装置。
The force sensor obtains time-dependent force data, the time-dependent force data including an electrocardiogram signal;
The treatment device according to claim 7.
前記治療装置は、さらに、前記力データを呼吸フェイズデータへとフィルターするためのローパスフィルターを含む、
請求項7または8に記載の治療装置。
The treatment device further includes a low pass filter for filtering the force data into respiratory phase data.
The treatment device according to claim 7 or 8.
前記プロセッサは、さらに、前記インストラクションにより、
前記力センサーから時間依存の力データを受け取り、
前記時間依存の力データに従って平均エネルギー信号を算出し、
前記平均エネルギー信号が、既定の平均エネルギー信号閾値より高い場合に、前記治療システムに対して前記対象領域の処置を停止させる、停止コントロール信号を送付する、
請求項6乃至9に記載の治療装置。
The processor further includes:
Receiving time-dependent force data from the force sensor;
Calculating an average energy signal according to the time-dependent force data;
If the average energy signal is higher than a predetermined average energy signal threshold, a stop control signal is sent to the treatment system to stop treatment of the target area;
The treatment device according to claim 6 to 9.
前記治療システムは、患者サポートに結合された光輝度焦点超音波システムであり、
前記光輝度焦点超音波システムは、焦点調節可能な超音波トランスデューサーを含んでいる、
請求項7乃至10に記載の治療装置。
The treatment system is a light intensity focused ultrasound system coupled to a patient support;
The light intensity focused ultrasound system includes a focusable ultrasound transducer;
The treatment device according to claim 7.
前記治療装置は、ガンマー放射線治療システム、荷電粒子治療システム、X線治療システム、陽子治療システム、冷凍アブレーションシステム、レーザー治療システム、ラジオ周波数アブレーションシステム、ラジオ周波数加熱システム、そして高輝度焦点超音波システム、のうちのいずれか一つである、
請求項1乃至10に記載の治療装置。
The therapy device includes a gamma radiation therapy system, a charged particle therapy system, an X-ray therapy system, a proton therapy system, a cryoablation system, a laser therapy system, a radio frequency ablation system, a radio frequency heating system, and a high intensity focused ultrasound system, Any one of
The treatment device according to claim 1.
前記コントロール信号により、前記治療システムが前記対象領域を処置する一方で、
前記プロセッサは、
前記呼吸センサーから前記時間依存の呼吸フェイズデータを受け取り、
前記時間依存の呼吸データに従って、前記焦点調整コントロール信号を生成し、かつ、
前記治療システムに対して、前記焦点調整コントロール信号を送付する、
請求項1乃至12に記載の治療装置。
The control system treats the area of interest with the control signal,
The processor is
Receiving the time-dependent respiratory phase data from the respiratory sensor;
Generating the focus control signal according to the time-dependent breathing data; and
Sending the focus control signal to the treatment system;
The treatment device according to claim 1.
コンピューターで実施される治療装置の動作方法であって、
前記治療装置は、患者の対象領域を処置するための治療システムを含み、
前記治療システムは、前記対象領域の中に向けた放射線の焦点を調整することが可能であり、
前記治療装置は、さらに、前記患者の呼吸フェイズを測定するための呼吸センサーを含み、
前記方法は、
前記対象領域の処置を行なわせるコントロール信号を前記治療システムに対して送付するステップと、
前記呼吸センサーから時間依存の呼吸フェイズデータを受け取るステップと、
前記時間依存の呼吸フェイズデータに従って焦点調整コントロール信号を生成するステップと、
前記焦点調整コントロール信号を前記治療システムに対して送付するステップと、を有する、
ことを特徴とする方法。
A computer-implemented method of operating a treatment device,
The therapy device includes a therapy system for treating a target area of a patient;
The treatment system is capable of adjusting the focus of radiation directed into the target area;
The treatment device further includes a respiration sensor for measuring a respiration phase of the patient,
The method
Sending a control signal to perform treatment of the target area to the treatment system;
Receiving time-dependent respiratory phase data from the respiratory sensor;
Generating a focus control signal according to the time-dependent respiratory phase data;
Sending the focus adjustment control signal to the treatment system;
A method characterized by that.
治療装置のプロセッサによる実行のための機械で実行可能なインストラクションを含むコンピュータープログラムであって、
前記治療装置は、患者の対象領域を処置するための治療システムを含み、
前記治療システムは、前記対象領域の中に向けた放射線の焦点を調整することが可能であり、
前記治療装置は、さらに、前記患者の呼吸フェイズを測定するための呼吸センサーを含み、
前記インストラクションが実行されると、前記プロセッサは、
前記対象領域の処置を行なわせるコントロール信号を前記治療システムに対して送付し、
前記呼吸センサーから時間依存の呼吸フェイズデータを受け取り、
前記時間依存の呼吸フェイズデータに従って焦点調整コントロール信号を生成し、
前記焦点調整コントロール信号を前記治療システムに対して送付する、
ことを特徴とするコンピュータープログラム。
A computer program comprising machine-executable instructions for execution by a processor of a therapy device,
The therapy device includes a therapy system for treating a target area of a patient;
The treatment system is capable of adjusting the focus of radiation directed into the target area;
The treatment device further includes a respiration sensor for measuring a respiration phase of the patient,
When the instructions are executed, the processor
Sending a control signal to the treatment system to perform treatment of the target area;
Receiving time-dependent respiratory phase data from the respiratory sensor;
Generating a focus control signal according to the time-dependent respiratory phase data;
Sending the focus adjustment control signal to the treatment system;
A computer program characterized by that.
JP2013535561A 2010-10-26 2011-10-25 Treatment device, computer-implemented method, and computer program for controlling the focus of radiation into a moving target area Withdrawn JP2013540554A (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP10188817.0 2010-10-26
EP10188817 2010-10-26
PCT/IB2011/054757 WO2012056397A1 (en) 2010-10-26 2011-10-25 Therapeutic apparatus, computer-implemented method, and computer program product for controlling the focus of radiation into a moving target zone

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013540554A true JP2013540554A (en) 2013-11-07

Family

ID=44925604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013535561A Withdrawn JP2013540554A (en) 2010-10-26 2011-10-25 Treatment device, computer-implemented method, and computer program for controlling the focus of radiation into a moving target area

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20130211482A1 (en)
EP (1) EP2632549A1 (en)
JP (1) JP2013540554A (en)
CN (1) CN103180015A (en)
BR (1) BR112013009899A2 (en)
RU (1) RU2013124017A (en)
WO (1) WO2012056397A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10335612B2 (en) 2014-09-19 2019-07-02 Kabushiki Kaisha Toshiba Particle beam treatment system, particle beam treatment method, and computer program product

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013162694A1 (en) * 2012-04-27 2013-10-31 Medtronic Ardian Luxembourg S.A.R.L. Ultrasound apparatuses, systems, and methods for renal neuromodulation
US20140275938A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Covidien Lp System and method for determining repetitive airflow reductions
CN105764567B (en) 2013-09-27 2019-08-09 梅维昂医疗系统股份有限公司 Particle beam scanning
US9962560B2 (en) 2013-12-20 2018-05-08 Mevion Medical Systems, Inc. Collimator and energy degrader
US10675487B2 (en) 2013-12-20 2020-06-09 Mevion Medical Systems, Inc. Energy degrader enabling high-speed energy switching
US9661736B2 (en) 2014-02-20 2017-05-23 Mevion Medical Systems, Inc. Scanning system for a particle therapy system
US9789342B2 (en) * 2015-05-18 2017-10-17 Varian Medical Systems, Inc. System and method for in-layer synchronization for fast spot rescanning
US10542961B2 (en) 2015-06-15 2020-01-28 The Research Foundation For The State University Of New York System and method for infrasonic cardiac monitoring
US11197628B2 (en) 2015-07-10 2021-12-14 Bodyport Inc. Cardiovascular health monitoring device
US11696715B2 (en) 2015-07-10 2023-07-11 Bodyport Inc. Cardiovascular signal acquisition, fusion, and noise mitigation
US10905373B2 (en) * 2015-09-24 2021-02-02 Intel Corporation Breathing management mechanism
US10786689B2 (en) 2015-11-10 2020-09-29 Mevion Medical Systems, Inc. Adaptive aperture
CN109803723B (en) 2016-07-08 2021-05-14 迈胜医疗设备有限公司 Particle therapy system
US11103730B2 (en) 2017-02-23 2021-08-31 Mevion Medical Systems, Inc. Automated treatment in particle therapy
US10653892B2 (en) 2017-06-30 2020-05-19 Mevion Medical Systems, Inc. Configurable collimator controlled using linear motors
CN111050845A (en) * 2017-08-31 2020-04-21 梅约医学教育与研究基金会 Systems and methods for carbon particle therapy for treatment of cardiac arrhythmias and other diseases
JP2021503364A (en) 2017-11-16 2021-02-12 エバメッド・エセアー Cardiac Arrhythmia Non-Invasive Treatment Equipment and Methods
CN112930147A (en) * 2018-10-18 2021-06-08 睿谱外科系统股份有限公司 Positioning and motion tracking using force sensing
JP7311620B2 (en) 2019-03-08 2023-07-19 メビオン・メディカル・システムズ・インコーポレーテッド Collimators and energy degraders for particle therapy systems
CN110743107A (en) * 2019-10-25 2020-02-04 南京大学 STM32F 334-based high-power high-intensity focused ultrasound driving system

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8788020B2 (en) * 1998-10-23 2014-07-22 Varian Medical Systems, Inc. Method and system for radiation application
FI116097B (en) * 2002-08-21 2005-09-15 Heikki Ruotoistenmaeki Force or pressure sensor and method for its application
CA2522006C (en) * 2003-04-10 2013-05-28 Vivometrics, Inc. Systems and methods for respiratory event detection
US7367955B2 (en) * 2003-06-13 2008-05-06 Wisconsin Alumni Research Foundation Combined laser spirometer motion tracking system for radiotherapy
EP1673146B1 (en) * 2003-09-30 2012-11-14 Koninklijke Philips Electronics N.V. Target tracking apparatus for radiation treatment planning and delivery
CN1968654B (en) * 2004-06-16 2012-09-26 株式会社日立医药 Radiotomograph
EP2068711B1 (en) 2006-10-06 2014-01-15 Elekta AB (publ) Respiration sensor
US8175676B2 (en) * 2007-10-01 2012-05-08 National Health Research Institutes Generating gating signals for thermal therapy
US8353832B2 (en) * 2008-10-14 2013-01-15 Theraclion Systems and methods for ultrasound treatment of thyroid and parathyroid

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10335612B2 (en) 2014-09-19 2019-07-02 Kabushiki Kaisha Toshiba Particle beam treatment system, particle beam treatment method, and computer program product
US11413476B2 (en) 2014-09-19 2022-08-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Particle beam treatment system, particle beam treatment method, and computer program product

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013124017A (en) 2014-12-10
WO2012056397A1 (en) 2012-05-03
BR112013009899A2 (en) 2019-09-24
CN103180015A (en) 2013-06-26
US20130211482A1 (en) 2013-08-15
EP2632549A1 (en) 2013-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2013540554A (en) Treatment device, computer-implemented method, and computer program for controlling the focus of radiation into a moving target area
CN102908144B (en) Magnetic resonance imaging for treatment plan
JP4444338B2 (en) Radiotherapy apparatus control apparatus and radiation irradiation method
US10872427B2 (en) Image guided patient setup for radiotherapy
EP3217884B1 (en) Method and apparatus for determining or predicting the position of a target
JP7330205B2 (en) Motion Tracking in Magnetic Resonance Imaging Using Radar and Motion Detection Systems
JP6170299B2 (en) Treatment equipment
JP6349283B2 (en) Image acquisition optimization
US20170065832A1 (en) Tracking Soft Tissue in Medical Images
JP6392864B2 (en) Temperature distribution determination device
JP2007236760A (en) Radiotherapy equipment control device and radiation irradiation method
US20150051480A1 (en) Method and system for tracing trajectory of lesion in a moving organ using ultrasound
US20080009731A1 (en) Radiotherapy device
KR101529616B1 (en) System and method for off-center imaging
JP2007236729A (en) Radiotherapy equipment control device and radiation irradiation method
JP6445030B2 (en) Temperature distribution determination device
CN110382051A (en) Mechanical IORT X-ray radiology system with calibration well
EP3620111A1 (en) Position measurement device, treatment system including the same, and position measurement method
EP3790626B1 (en) Computation of a breathing curve for medical applications
JP2022533177A (en) Integrated X-ray system and pilot tone system
WO2023179876A1 (en) System configured to aid in training a patient's breathing in preparation for a radiotherapy treatment
JP4822399B2 (en) Medical diagnostic imaging equipment

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20141024

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20141215